(57)【要約】【課題】より気密性、液密性に優れ、センサ素子や素子アセンブリ等に損傷が生じ難いガスセンサを得ることができる。【解決手段】センサ素子２の立ち上がり部２０２と基端側テーパー部２０３との間は曲率半径Ｒ１ｍｍの角部２０４を有し、ハウジング１０の立ち上がり部１０２と後退テーパー部１０３との間は曲率半径Ｒ２ｍｍの角部１０４を有し、センサ素子２におけるシール面２０５及び基端側テーパー部２０３と、ハウジング１０におけるシール面１０５及び後退テーパー部１０３との間に粉末シール材３を配置し、立ち上がり部２０２と立ち上がり部１０２との、径方向に沿った距離をＬ１ｍｍ、Ｒ１ｍｍとＲ２ｍｍのいずれかより大きいほうをＲｍｍとすると、これらは、Ｒ≦−５．０×Ｌ１＋２．０、０＜Ｌ１≦０．２５、０＜Ｒ１≦１．２５、０＜Ｒ２≦１．２５の関係にある。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒型のハウジングと、該筒型のハウジングに挿通してなるセンサ素子とを有し、
該センサ素子の先端側は、上記筒型のハウジングの先端側に設けた被測定ガス側カバーにより覆われ、また、上記筒型のハウジングの基端側は大気側カバーにて覆われてなるガスセンサにおいて、
上記センサ素子の外側面は、径方向外側に突出する突出部を有し、該突出部より基端側にシール面を有し、
上記突出部は外側面から径方向外側に突出する先端側テーパー部と、径方向外側から内側に後退する基端側テーパー部と、上記先端側テーパー部と上記基端側テーパー部との間をつなぐ立ち上がり部とからなり、
上記立ち上がり部と上記基端側テーパー部との間は曲率半径Ｒ１ｍｍの角部を有し、
かつ、上記ハウジングの内側面は、上記センサ素子の突出部における先端側テーパー部を先端側から支承すると共に径方向内側に突出する支承テーパー部を有し、
該支承テーパー部から基端側に立ち上がり部を、該立ち上がり部に続く基端側に径方向内側から外側に後退する後退テーパー部を有し、
該後退テーパー部より基端側にシール面を有し、
上記立ち上がり部と上記後退テーパー部との間は曲率半径Ｒ２ｍｍの角部を有し、
かつ、上記センサ素子におけるシール面及び基端側テーパー部と、上記ハウジングにおけるシール面と、上記後退テーパー部との間に形成される略円筒形の空間の先端側には粉末シール材を配置し、該粉末シール材より基端側には筒型絶縁シール材を配置し、
かつ、上記センサ素子の立ち上がり部と上記ハウジングの立ち上がり部との、径方向に沿った距離をＬ１ｍｍ、Ｒ１ｍｍとＲ２ｍｍのいずれかより大きいほうをＲｍｍとすると、
これらは、
Ｒ≦−５．０×Ｌ１＋２．０、
０＜Ｌ１≦０．２５、０＜Ｒ１≦１．２５、０＜Ｒ２≦１．２５の関係にあることを特徴とするガスセンサ。
【請求項２】
筒型のハウジングと、該筒型のハウジングに挿通してなるセンサ素子とを有し、
該センサ素子の先端側は、上記筒型のハウジングの先端側に設けた被測定ガス側カバーにより覆われ、また、上記筒型のハウジングの基端側は大気側カバーにて覆われてなるガスセンサにおいて、
上記センサ素子の外側面は、径方向外側に突出する突出部を有し、該突出部より基端側にシール面を有し、
上記突出部は外側面から径方向外側に突出する先端側テーパー部と、径方向外側から内側に後退する基端側テーパー部と、上記先端側テーパー部と上記基端側テーパー部との間をつなぐ立ち上がり部とからなり、
上記立ち上がり部と上記基端側テーパー部との間は曲率半径Ｒ１ｍｍの角部を有し、
かつ、上記ハウジングの内側面は、上記センサ素子の突出部における先端側テーパー部を先端側から支承すると共に径方向内側に突出する支承テーパー部を有し、
該支承テーパー部から基端側に立ち上がり部を、該立ち上がり部に続く基端側に径方向内側から外側に後退する後退テーパー部を有し、
該後退テーパー部より基端側にシール面を有し、
上記立ち上がり部と上記後退テーパー部との間は曲率半径Ｒ２ｍｍの角部を有し、
かつ、上記センサ素子におけるシール面及び基端側テーパー部と、上記ハウジングにおけるシール面と、上記後退テーパー部との間に形成される略円筒形の空間の先端側には粉末シール材を配置し、該粉末シール材より基端側には筒型絶縁シール材を配置し、
かつ、ガスセンサ軸方向と直交する線分と上記ハウジングの内側面にある後退テーパー部の面に沿った線分とが形成する角度をθ°、Ｒ１ｍｍとＲ２ｍｍのいずれかより大きいほうをＲｍｍとすると、
これらは、
Ｒ≦−０．０７５×θ＋２．７５、
０≦θ≦２５、０＜Ｒ１≦１．２５、０＜Ｒ２≦１．２５の関係にあることを特徴とするガスセンサ。
【請求項３】
筒型のハウジングと、該筒型のハウジングに挿通してなるセンサ素子とを有し、
該センサ素子の先端側は、上記筒型のハウジングの先端側に設けた被測定ガス側カバーにより覆われ、また、上記筒型のハウジングの基端側は大気側カバーにて覆われてなるガスセンサにおいて、
上記センサ素子の外側面は、径方向外側に突出する突出部を有し、該突出部より基端側にシール面を有し、
上記突出部は外側面から径方向外側に突出する先端側テーパー部と、径方向外側から内側に後退する基端側テーパー部と、上記先端側テーパー部と上記基端側テーパー部との間をつなぐ立ち上がり部とからなり、
かつ、上記ハウジングの内側面は、上記センサ素子の突出部における先端側テーパー部を先端側から支承すると共に径方向内側に突出する支承テーパー部を有し、
該支承テーパー部から基端側に立ち上がり部を、該立ち上がり部に続く基端側に径方向内側から外側に後退する後退テーパー部を有し、
該後退テーパー部より基端側にシール面を有し、
かつ、上記センサ素子におけるシール面及び基端側テーパー部と、上記ハウジングにおけるシール面と、上記後退テーパー部との間に形成される略円筒形の空間の先端側には粉末シール材を配置し、該粉末シール材より基端側には筒型絶縁シール材を配置し、
かつ、上記センサ素子の立ち上がり部と上記ハウジングの立ち上がり部との、径方向に沿った距離をＬ１ｍｍ、センサ素子の基端側テーパー部と立ち上がり部との交点Ａ、ハウジングの後退テーパー部と立ち上がり部との交点Ｂに関して、両者のガスセンサ軸方向に沿った軸方向距離を〔ＡＢ〕ｍｍとすると、
これらは、
〔ＡＢ〕≦−１０×Ｌ１＋２．５、
０＜Ｌ１≦０．２５、０≦〔ＡＢ〕≦１．５の関係にあることを特徴とするガスセンサ。
【請求項４】
筒型のハウジングと、該筒型のハウジングに挿通してなるセンサ素子とを有し、
該センサ素子の先端側は、上記筒型のハウジングの先端側に設けた被測定ガス側カバーにより覆われ、また、上記筒型のハウジングの基端側は大気側カバーにて覆われてなるガスセンサにおいて、
上記センサ素子の外側面は、径方向外側に突出する突出部を有し、該突出部より基端側にシール面を有し、
上記突出部は外側面から径方向外側に突出する先端側テーパー部と、径方向外側から内側に後退する基端側テーパー部と、上記先端側テーパー部と上記基端側テーパー部との間をつなぐ立ち上がり部とからなり、
かつ、上記ハウジングの内側面は、上記センサ素子の突出部における先端側テーパー部を先端側から支承すると共に径方向内側に突出する支承テーパー部を有し、
該支承テーパー部から基端側に立ち上がり部を、該立ち上がり部に続く基端側に径方向内側から外側に後退する後退テーパー部を有し、
該後退テーパー部より基端側にシール面を有し、
かつ、上記センサ素子におけるシール面及び基端側テーパー部と、上記ハウジングにおけるシール面と、上記後退テーパー部との間に形成される略円筒形の空間の先端側には粉末シール材を配置し、該粉末シール材より基端側には筒型絶縁シール材を配置し、
上記筒型絶縁シール材の粉末シール材側の端面におけるセンサ素子側に位置する角部の曲率半径をＲ３ｍｍ、上記粉末シール材側の端面におけるハウジング側に位置する角部の曲率半径をＲ４ｍｍ、Ｒ３ｍｍとＲ４ｍｍのいずれかより大きいほうをＲ’ｍｍ、上記筒型絶縁シール材の内側面と上記センサ素子のシール面との距離をＭ１ｍｍ、上記筒型絶縁シール材の外側面と上記ハウジングのシール面との距離をＭ２ｍｍとすると、
これらは、
Ｒ’≦−４×（Ｍ１＋Ｍ２）／２＋０．７、（Ｍ１＋Ｍ２）／２≧０．０２５の関係にあることを特徴とするガスセンサ。
【請求項５】
筒型のハウジングと、該筒型のハウジングに挿通してなるセンサ素子とを有し、
該センサ素子の先端側は、上記筒型のハウジングの先端側に設けた被測定ガス側カバーにより覆われ、また、上記筒型のハウジングの基端側は大気側カバーにて覆われてなるガスセンサにおいて、
上記センサ素子の外側面は、径方向外側に突出する突出部を有し、該突出部より基端側にシール面を有し、
上記突出部は外側面から径方向外側に突出する先端側テーパー部と、径方向外側から内側に後退する基端側テーパー部と、上記先端側テーパー部と上記基端側テーパー部との間をつなぐ立ち上がり部とからなり、
かつ、上記ハウジングの内側面は、上記センサ素子の突出部における先端側テーパー部を先端側から支承すると共に径方向内側に突出する支承テーパー部を有し、
該支承テーパー部から基端側に立ち上がり部を、該立ち上がり部に続く基端側に径方向内側から外側に後退する後退テーパー部を有し、
該後退テーパー部より基端側にシール面を有し、
かつ、上記センサ素子におけるシール面及び基端側テーパー部と、上記ハウジングにおけるシール面と、上記後退テーパー部との間に形成される略円筒形の空間の先端側には粉末シール材を配置し、該粉末シール材より基端側には筒型絶縁シール材を配置し、
かつ、上記センサ素子の立ち上がり部と上記ハウジングの立ち上がり部との、径方向に沿った距離をＬ１ｍｍ、上記センサ素子の立ち上がり部と上記ハウジングの立ち上がり部との間のクリアランスにおける、ガスセンサ軸方向と直交する横断面の面積をＳ１ｍｍ2、上記粉末シール材の、ガスセンサ軸方向と直交する横断面の面積をＳ２ｍｍ2とすると、
これらは、Ｓ１／Ｓ２×１００≦１０、Ｌ１≦０．２５の関係にあることを特徴とするガスセンサ。
【請求項６】
筒型のハウジングと、該ハウジングから支承されてなる筒型の支持絶縁碍子と、該筒型の支持絶縁碍子に挿通してなるセンサ素子とを有し、
該センサ素子の先端側は、上記筒型のハウジングの先端側に設けた被測定ガス側カバーにより覆われ、また、上記筒型のハウジングの基端側は大気側カバーにて覆われてなるガスセンサにおいて、
上記センサ素子の外側面は、径方向外側に突出する突出部を有し、該突出部より基端側にシール面を有し、
上記突出部は外側面から径方向外側に突出する先端側テーパー部と、径方向外側から内側に後退する基端側テーパー部と、上記先端側テーパー部と上記基端側テーパー部との間をつなぐ立ち上がり部とからなり、
かつ、上記ハウジングの内側面は、上記支持絶縁碍子を先端側から支承すると共に径方向内側に突出する支承テーパー部を有し、該支承テーパー部から基端側にシール面を有し、
かつ、上記センサ素子におけるシール面及び基端側テーパー部と、上記ハウジングにおけるシール面と、上記支持絶縁碍子の基端側端面との間に形成される略円筒形の空間の先端側には粉末シール材を配置し、該粉末シール材より基端側には筒型絶縁シール材を配置し、
かつ、上記センサ素子における立ち上がり部と上記支承テーパー部の内側面との間のクリアランスにおけるガスセンサ軸方向と直交する横断面の面積をＵ１ｍｍ2、上記ハウジングにおけるシール面と上記支承テーパー部の外側面との間のクリアランスにおけるガスセンサ軸方向と直交する横断面の面積をＵ２ｍｍ2、上記粉末シール材の、ガスセンサ軸方向と直交する横断面の面積をＳ２ｍｍ2とすると、
これらは、
（Ｕ１＋Ｕ２）／Ｓ２×１００≦１０の関係にあることを特徴とするガスセンサ。
【請求項７】
筒型のハウジングと、該筒型のハウジングに挿通してなるセンサ素子とを有し、
該センサ素子の先端側は、上記筒型のハウジングの先端側に設けた被測定ガス側カバーにより覆われ、また、上記筒型のハウジングの基端側は大気側カバーにて覆われてなるガスセンサにおいて、
上記センサ素子の外側面は、径方向外側に突出する突出部を有し、該突出部より基端側にシール面を有し、
上記突出部は外側面から径方向外側に突出する先端側テーパー部と、径方向外側から内側に後退する基端側テーパー部と、上記先端側テーパー部と上記基端側テーパー部との間をつなぐ立ち上がり部とからなり、
かつ、上記ハウジングの内側面は、上記センサ素子の突出部における先端側テーパー部を先端側から支承すると共に径方向内側に突出する支承テーパー部を有し、
該支承テーパー部から基端側に立ち上がり部を、該立ち上がり部に続く基端側に径方向内側から外側に後退する後退テーパー部を有し、
該後退テーパー部より基端側にシール面を有し、
かつ、上記センサ素子におけるシール面及び基端側テーパー部と、上記ハウジングにおけるシール面と、上記後退テーパー部との間に形成される略円筒形の空間の先端側には粉末シール材を配置し、該粉末シール材より基端側には筒型絶縁シール材を配置し、
かつ、上記粉末シール材の、ガスセンサ軸方向と直交する横断面の面積をＳ２ｍｍ2、上記センサ素子のシール面と上記筒型絶縁シール材の内側面との間のクリアランスにおけるガスセンサ軸方向と直交する横断面の面積をＳ３ｍｍ2、上記ハウジングのシール面と上記筒型絶縁シール材の外側面との間のクリアランスにおけるガスセンサ軸方向と直交する横断面の面積をＳ４ｍｍ2、上記筒型絶縁シール材の内側面と上記センサ素子のシール面との距離をＭ１ｍｍ、上記筒型絶縁シール材の外側面と上記ハウジングのシール面との距離をＭ２ｍｍとすると、
これらは、
（（Ｓ３＋Ｓ４）／Ｓ２）×１００≦１０、（Ｍ１＋Ｍ２）／２≧０．０２５の関係にあることを特徴とするガスセンサ。
【請求項８】
センサ素子の外周に筒型絶縁碍子を嵌め込んでなる素子アセンブリを筒型のハウジングに挿通し、該センサ素子の先端側は、上記筒型のハウジングの先端側に設けた被測定ガス側カバーにより覆われ、また、上記筒型のハウジングの基端側は大気側カバーにて覆われてなるガスセンサにおいて、
上記素子アセンブリの外側面は、径方向外側に突出する突出部を有し、該突出部より基端側にシール面を有し、
上記突出部は外側面から径方向外側に突出する先端側テーパー部と、径方向外側から内側に後退する基端側テーパー部と、上記先端側テーパー部と上記基端側テーパー部との間をつなぐ立ち上がり部とからなり、
上記立ち上がり部と上記基端側テーパー部との間は曲率半径Ｑ１ｍｍの角部を有し、
かつ、上記ハウジングの内側面は、上記素子アセンブリの突出部における先端側テーパー部を先端側から支承すると共に径方向内側に突出する支承テーパー部を有し、
該支承テーパー部から基端側に立ち上がり部を、該立ち上がり部に続く基端側に径方向内側から外側に後退する後退テーパー部を有し、
該後退テーパー部より基端側にシール面を有し、
上記立ち上がり部と上記後退テーパー部との間は曲率半径Ｑ２ｍｍの角部を有し、
かつ、上記素子アセンブリにおけるシール面及び基端側テーパー部と、上記ハウジングにおけるシール面と、上記後退テーパー部との間に形成される略円筒形の空間の先端側には粉末シール材を配置し、該粉末シール材より基端側には筒型絶縁シール材を配置し、
かつ、上記素子アセンブリの立ち上がり部と上記ハウジングの立ち上がり部との、径方向に直交する方向に沿った距離をＫ１ｍｍ、Ｑ１ｍｍとＱ２ｍｍのいずれかより大きいほうをＱｍｍとすると、
これらは、
Ｑ≦−５．０×Ｋ１＋２．０、
０＜Ｋ１≦０．２５、０＜Ｑ１≦１．２５、０＜Ｑ２≦１．２５の関係にあることを特徴とするガスセンサ。
【請求項９】
センサ素子の外周に筒型絶縁碍子を嵌め込んでなる素子アセンブリを筒型のハウジングに挿通し、該センサ素子の先端側は、上記筒型のハウジングの先端側に設けた被測定ガス側カバーにより覆われ、また、上記筒型のハウジングの基端側は大気側カバーにて覆われてなるガスセンサにおいて、
上記素子アセンブリの外側面は、径方向外側に突出する突出部を有し、該突出部より基端側にシール面を有し、
上記突出部は外側面から径方向外側に突出する先端側テーパー部と、径方向外側から内側に後退する基端側テーパー部と、上記先端側テーパー部と上記基端側テーパー部との間をつなぐ立ち上がり部とからなり、
上記立ち上がり部と上記基端側テーパー部との間は曲率半径Ｑ１ｍｍの角部を有し、
かつ、上記ハウジングの内側面は、上記素子アセンブリの突出部における先端側テーパー部を先端側から支承すると共に径方向内側に突出する支承テーパー部を有し、
該支承テーパー部から基端側に立ち上がり部を、該立ち上がり部に続く基端側に径方向内側から外側に後退する後退テーパー部を有し、
該後退テーパー部より基端側にシール面を有し、
上記立ち上がり部と上記後退テーパー部との間は曲率半径Ｑ２ｍｍの角部を有し、
かつ、上記素子アセンブリにおけるシール面及び基端側テーパー部と、上記ハウジングにおけるシール面と、上記後退テーパー部との間に形成される略円筒形の空間の先端側には粉末シール材を配置し、該粉末シール材より基端側には筒型絶縁シール材を配置し、
かつ、ガスセンサ軸方向と直交する線分と上記ハウジングの内側面にある後退テーパー部の面に沿った線分とが形成する角度をφ°、Ｑ１ｍｍとＱ２ｍｍのいずれかより大きいほうをＱｍｍとすると、
これらは、
Ｑ≦−０．０７５×φ＋２．７５、
０≦φ≦２５、０＜Ｑ１≦１．２５、０＜Ｑ２≦１．２５の関係にあることを特徴とするガスセンサ。
【請求項１０】
センサ素子の外周に筒型絶縁碍子を嵌め込んでなる素子アセンブリを筒型のハウジングに挿通し、該センサ素子の先端側は、上記筒型のハウジングの先端側に設けた被測定ガス側カバーにより覆われ、また、上記筒型のハウジングの基端側は大気側カバーにて覆われてなるガスセンサにおいて、
上記素子アセンブリの外側面は、径方向外側に突出する突出部を有し、該突出部より基端側にシール面を有し、
上記突出部は外側面から径方向外側に突出する先端側テーパー部と、径方向外側から内側に後退する基端側テーパー部と、上記先端側テーパー部と上記基端側テーパー部との間をつなぐ立ち上がり部とからなり、
かつ、上記ハウジングの内側面は、上記素子アセンブリの突出部における先端側テーパー部を先端側から支承すると共に径方向内側に突出する支承テーパー部を有し、
該支承テーパー部から基端側に立ち上がり部を、該立ち上がり部に続く基端側に径方向内側から外側に後退する後退テーパー部を有し、
該後退テーパー部より基端側にシール面を有し、
かつ、上記素子アセンブリにおけるシール面及び基端側テーパー部と、上記ハウジングにおけるシール面と、上記後退テーパー部との間に形成される略円筒形の空間の先端側には粉末シール材を配置し、該粉末シール材より基端側には筒型絶縁シール材を配置し、
かつ、上記素子アセンブリの立ち上がり部と上記ハウジングの立ち上がり部との、径方向に直交する方向に沿った距離をＫ１ｍｍ、素子アセンブリの基端側テーパー部と立ち上がり部との交点Ｃ、ハウジングの後退テーパー部と立ち上がり部との交点Ｄに関して、両者のガスセンサ軸方向に沿った軸方向距離を〔ＣＤ〕ｍｍとすると、
これらは、
〔ＣＤ〕≦−１０×Ｋ１＋２．５、
０＜Ｋ１≦０．２５、０≦〔ＣＤ〕≦１．５の関係にあることを特徴とするガスセンサ。
【請求項１１】
センサ素子の外周に筒型絶縁碍子を嵌め込んでなる素子アセンブリを筒型のハウジングに挿通し、該センサ素子の先端側は、上記筒型のハウジングの先端側に設けた被測定ガス側カバーにより覆われ、また、上記筒型のハウジングの基端側は大気側カバーにて覆われてなるガスセンサにおいて、
上記素子アセンブリの外側面は、径方向外側に突出する突出部を有し、該突出部より基端側にシール面を有し、
上記突出部は外側面から径方向外側に突出する先端側テーパー部と、径方向外側から内側に後退する基端側テーパー部と、上記先端側テーパー部と上記基端側テーパー部との間をつなぐ立ち上がり部とからなり、
かつ、上記ハウジングの内側面は、上記素子アセンブリの突出部における先端側テーパー部を先端側から支承すると共に径方向内側に突出する支承テーパー部を有し、
該支承テーパー部から基端側に立ち上がり部を、該立ち上がり部に続く基端側に径方向内側から外側に後退する後退テーパー部を有し、
該後退テーパー部より基端側にシール面を有し、
かつ、上記素子アセンブリにおけるシール面及び基端側テーパー部と、上記ハウジングにおけるシール面と、上記後退テーパー部との間に形成される略円筒形の空間の先端側には粉末シール材を配置し、該粉末シール材より基端側には筒型絶縁シール材を配置し、
上記筒型絶縁シール材の粉末シール材側の端面における素子アセンブリ側に位置する角部の曲率半径をＱ３ｍｍ、上記粉末シール材側の端面におけるハウジング側に位置する角部の曲率半径をＱ４ｍｍ、Ｑ３ｍｍとＱ４ｍｍのいずれかより大きいほうをＱ’ｍｍ、上記筒型絶縁シール材の内側面と上記素子アセンブリのシール面との距離をＮ１ｍｍ、上記筒型絶縁シール材の外側面と上記ハウジングのシール面との距離をＮ２ｍｍとすると、
これらは、
Ｑ’≦−４×（Ｎ１＋Ｎ２）／２＋０．７、（Ｎ１＋Ｎ２）／２≧０．０２５の関係にあることを特徴とするガスセンサ。
【請求項１２】
センサ素子の外周に筒型絶縁碍子を嵌め込んでなる素子アセンブリを筒型のハウジングに挿通し、該センサ素子の先端側は、上記筒型のハウジングの先端側に設けた被測定ガス側カバーにより覆われ、また、上記筒型のハウジングの基端側は大気側カバーにて覆われてなるガスセンサにおいて、
上記素子アセンブリの外側面は、径方向外側に突出する突出部を有し、該突出部より基端側にシール面を有し、
上記突出部は外側面から径方向外側に突出する先端側テーパー部と、径方向外側から内側に後退する基端側テーパー部と、上記先端側テーパー部と上記基端側テーパー部との間をつなぐ立ち上がり部とからなり、
かつ、上記ハウジングの内側面は、上記素子アセンブリの突出部における先端側テーパー部を先端側から支承すると共に径方向内側に突出する支承テーパー部を有し、
該支承テーパー部から基端側に立ち上がり部を、該立ち上がり部に続く基端側に径方向内側から外側に後退する後退テーパー部を有し、
該後退テーパー部より基端側にシール面を有し、
かつ、上記素子アセンブリにおけるシール面及び基端側テーパー部と、上記ハウジングにおけるシール面と、上記後退テーパー部との間に形成される略円筒形の空間の先端側には粉末シール材を配置し、該粉末シール材より基端側には筒型絶縁シール材を配置し、
かつ、上記素子アセンブリの立ち上がり部と上記ハウジングの立ち上がり部との、径方向に直交する方向に沿った距離をＫ１ｍｍ、上記素子アセンブリの立ち上がり部と上記ハウジングの立ち上がり部との間のクリアランスにおける、ガスセンサ軸方向と直交する横断面の面積をＴ１ｍｍ2、上記粉末シール材の、ガスセンサ軸方向と直交する横断面の面積をＴ２ｍｍ2とすると、
これらは、Ｔ１／Ｔ２×１００≦１０、Ｋ１≦０．２５の関係にあることを特徴とするガスセンサ。
【請求項１３】
センサ素子の外周に筒型絶縁碍子を嵌め込んでなる素子アセンブリを、筒型のハウジングから支承されてなる筒型の支持絶縁碍子に挿通し、上記センサ素子の先端側は、上記筒型のハウジングの先端側に設けた被測定ガス側カバーにより覆われ、また、上記筒型のハウジングの基端側は大気側カバーにて覆われてなるガスセンサにおいて、
上記素子アセンブリの外側面は、径方向外側に突出する突出部を有し、該突出部より基端側にシール面を有し、
上記突出部は外側面から径方向外側に突出する先端側テーパー部と、径方向外側から内側に後退する基端側テーパー部と、上記先端側テーパー部と上記基端側テーパー部との間をつなぐ立ち上がり部とからなり、
かつ、上記ハウジングの内側面は、上記支持絶縁碍子を先端側から支承すると共に径方向内側に突出する支承テーパー部を有し、該支承テーパー部から基端側にシール面を有し、
かつ、上記素子アセンブリにおけるシール面及び基端側テーパー部と、上記ハウジングにおけるシール面と、上記支持絶縁碍子の基端側端面との間に形成される略円筒形の空間の先端側には粉末シール材を配置し、該粉末シール材より基端側には筒型絶縁シール材を配置し、
かつ、上記素子アセンブリにおける立ち上がり部と上記支承テーパー部の内側面との間のクリアランスにおけるガスセンサ軸方向と直交する横断面の面積をＶ１ｍｍ2、上記ハウジングにおけるシール面と上記支承テーパー部の外側面との間のクリアランスにおけるガスセンサ軸方向と直交する横断面の面積をＶ２ｍｍ2、上記粉末シール材の、ガスセンサ軸方向と直交する横断面の面積をＴ２ｍｍ2とすると、
これらは、
（Ｖ１＋Ｖ２）／Ｔ２×１００≦１０の関係にあることを特徴とするガスセンサ。
【請求項１４】
センサ素子の外周に筒型絶縁碍子を嵌め込んでなる素子アセンブリを筒型のハウジングに挿通し、該センサ素子の先端側は、上記筒型のハウジングの先端側に設けた被測定ガス側カバーにより覆われ、また、上記筒型のハウジングの基端側は大気側カバーにて覆われてなるガスセンサにおいて、
上記素子アセンブリの外側面は、径方向外側に突出する突出部を有し、該突出部より基端側にシール面を有し、
上記突出部は外側面から径方向外側に突出する先端側テーパー部と、径方向外側から内側に後退する基端側テーパー部と、上記先端側テーパー部と上記基端側テーパー部との間をつなぐ立ち上がり部とからなり、
かつ、上記ハウジングの内側面は、上記素子アセンブリの突出部における先端側テーパー部を先端側から支承すると共に径方向内側に突出する支承テーパー部を有し、
該支承テーパー部から基端側に立ち上がり部を、該立ち上がり部に続く基端側に径方向内側から外側に後退する後退テーパー部を有し、
該後退テーパー部より基端側にシール面を有し、
かつ、上記素子アセンブリにおけるシール面及び基端側テーパー部と、上記ハウジングにおけるシール面と、上記後退テーパー部との間に形成される略円筒形の空間の先端側には粉末シール材を配置し、該粉末シール材より基端側には筒型絶縁シール材を配置し、
かつ、上記粉末シール材の、ガスセンサ軸方向と直交する横断面の面積をＴ２ｍｍ2、上記素子アセンブリのシール面と上記筒型絶縁シール材の内側面との間のクリアランスにおけるガスセンサ軸方向と直交する横断面の面積をＴ３ｍｍ2、上記ハウジングのシール面と上記筒型絶縁シール材の外側面との間のクリアランスにおけるガスセンサ軸方向と直交する横断面の面積をＴ４ｍｍ2、上記筒型絶縁シール材の内側面と上記素子アセンブリのシール面との距離をＮ１ｍｍ、上記筒型絶縁シール材の外側面と上記ハウジングのシール面との距離をＮ２ｍｍとすると、
これらは、
（（Ｔ３＋Ｔ４）／Ｔ２）×１００≦１０、（Ｎ１＋Ｎ２）／２≧０．０２５の関係にあることを特徴とするガスセンサ。
【請求項１５】
請求項１又は２において、上記曲率半径Ｒ１ｍｍと上記曲率半径Ｒ２ｍｍとは、
０．０１≦Ｒ１≦１．２５、０．０１≦Ｒ２≦１．２５を満たすことを特徴とするガスセンサ。
【請求項１６】
請求項１〜７、１５のいずれか１項において、上記粉末シール材における先端側の底面は、径方向センサ素子側からハウジング側に向かう内テーパー部と、径方向ハウジング側からセンサ素子側に向かう外テーパー部とを有し、
内テーパー部とガスセンサ軸方向と直交する線分との間の角度をθ１°、外テーパー部とガスセンサ軸方向と直交する線分との間の角度をθ２°、内テーパー部と外テーパー部との間に形成される角度をθ３°とすると（ただしθ１＋θ２＋θ３＝１８０）、
これらは、
０≦θ１≦５０、０≦θ２≦５０、１２０≦θ３≦１８０の関係にあることを特徴とするガスセンサ。
【請求項１７】
請求項８又は９において、上記曲率半径Ｑ１ｍｍと上記曲率半径Ｑ２ｍｍとは、
０．０１≦Ｑ１≦１．２５、０．０１≦Ｑ２≦１．２５を満たすことを特徴とするガスセンサ。
【請求項１８】
請求項８〜１４、１７のいずれか１項において、上記粉末シール材における先端側の底面は、径方向素子アセンブリ側からハウジング側に向かう内テーパー部と、径方向ハウジング側から素子アセンブリ側に向かう外テーパー部とを有し、
内テーパー部とガスセンサ軸方向と直交する線分との間の角度をφ１°、外テーパー部とガスセンサ軸方向と直交する線分との間の角度をφ２°、内テーパー部と外テーパー部との間に形成される角度をφ３°とすると（ただしφ１＋φ２＋φ３＝１８０）、
これらは、
０≦φ１≦５０、０≦φ２≦５０、１２０≦φ３≦１８０の関係にあることを特徴とするガスセンサ。
【請求項１９】
請求項１〜１８のいずれか１項において、上記粉末シール材は複数設けてあることを特徴とするガスセンサ。
【請求項２０】
請求項１〜１９のいずれか１項において、上記粉末シール材は粒径が８０〜１０００μｍの粒子が全体の８０重量％以上を占める粉末材料を圧縮成形してなることを特徴とするガスセンサ。
【請求項２１】
請求項１９、２０において、上記粉末シール材の少なくとも１層は、充填補助材を含有してなることを特徴とするガスセンサ。
【請求項２２】
請求項２１において、上記充填補助材は、第１リン酸アルミニウムからなることを特徴とするガスセンサ。
【請求項２３】
請求項２１において、上記充填補助材は、上記粉末シール材の全体１００重量％に対して、０．１〜１０重量％（外％）含有してなることを特徴とするガスセンサ。
【請求項２４】
請求項２１において、上記充填補助材は、水酸化バリウム、ホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ソーダ石灰ケイ酸塩ガラス、鉛ケイ酸塩ガラス、低融点ホウ酸塩ガラス、石灰アルミノ系ガラス、アルミノ酸塩ガラスから選ばれる１種類以上からなることを特徴とするガスセンサ。
【請求項２５】
請求項２４において、上記充填補助材は、上記粉末シール材の全体１００重量％に対して、０．５〜３０重量％（外％）含有してなることを特徴とするガスセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用内燃機関の排気系に設置され、空燃比等の制御に利用することができるガスセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車エンジン等の排気系に設置して、エンジンの空燃比制御に利用するガスセンサとして、筒型のハウジングにセンサ素子を挿通し、ハウジングの先端側には、センサ素子の先端側を覆うように設けた被測定ガス側カバーを、ハウジングの基端側にはセンサ素子の基端側を覆うように設けた大気側カバーを有するガスセンサがよく知られている。
【０００３】
ここで、被測定ガス側カバーの内部は被測定ガス雰囲気、大気側カバーの内部は大気雰囲気であり、センサ素子とハウジングとの間を気密封止して、両雰囲気が混じりあわぬよう分離する必要がある。
センサ素子を用いて被測定ガス中の特定ガス濃度を検出する場合、特定ガス濃度が変動しない基準ガス雰囲気を準備する必要があり、この基準ガス雰囲気として大気雰囲気を利用する構成が一般的である。基準ガス雰囲気である大気雰囲気に被測定ガスが混じれば、基準ガス中の特定ガス濃度が変動してしまうため、センサ素子の検出精度が悪化するおそれがある。
【０００４】
更に、センサ素子とハウジングとの間を液密封止する必要がある。
センサ素子とハウジングとの間を液密封止することで、エンジン始動直後における被測定ガス側雰囲気からの燃料液滴の浸入を防止することができ、更にエンジン停止時における被測定ガス側雰囲気からの凝縮水の浸入を防止することができる。
【０００５】
上記センサ素子とハウジングとの間の封止構成として、特許文献１にある粉末材料または粉末材料の成形品を用いる方法がよく知られている。
すなわち、センサ素子とハウジングとの間に、粉末材料を充填した後、その上に絶縁碍子を配置し、該絶縁碍子の上から押圧して粉末材料を加圧して粉末シール材となす。
または、粉末材料をあらかじめセンサ素子とハウジングとの間に形成された空間と略同形状に成形し、この成形品を配置した後、押圧してセンサ素子とハウジングとの間に充填する。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２８１２０９号公報
【特許文献２】特表平１０−５０８３８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところでガスセンサにおいて、粉末シール材は冷熱サイクルに晒されることで気密性や液密性が低下するという問題があった。
気密性や液密性が充填当初より低下してもなお、充分な気密性、液密性が得られるよう粉末材料を押圧する際の圧力を大きくして、粉末材料の密度を高めることも考えられるが、センサ素子はセラミックからなる強度の低い脆いものであるから、高圧力を粉末材料に付与することでセンサ素子等に亀裂や割れが生じるおそれがある。
【０００８】
また、後述する実施例９のように、センサ素子の外周に筒型絶縁碍子を嵌め込んでなる素子アセンブリを筒型のハウジングに挿通し、該センサ素子の先端側は、上記筒型のハウジングの先端側に設けた被測定ガス側カバーにより覆われ、また、上記筒型のハウジングの基端側は大気側カバーにて覆われてなる構成のガスセンサも知られている。
この構成にかかるガスセンサでは、センサ素子は筒型絶縁碍子によって保護されるため、センサ素子そのものの損傷は生じ難いが、素子アセンブリを構成する筒型絶縁碍子がセラミックであるため、こちらの損傷が生じるおそれがある。
以上、本発明は、より気密性、液密性に優れ、センサ素子や素子アセンブリ等に損傷が生じ難いガスセンサを得ようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明は、筒型のハウジングと、該筒型のハウジングに挿通してなるセンサ素子とを有し、
該センサ素子の先端側は、上記筒型のハウジングの先端側に設けた被測定ガス側カバーにより覆われ、また、上記筒型のハウジングの基端側は大気側カバーにて覆われてなるガスセンサにおいて、
上記センサ素子の外側面は、径方向外側に突出する突出部を有し、該突出部より基端側にシール面を有し、
上記突出部は外側面から径方向外側に突出する先端側テーパー部と、径方向外側から内側に後退する基端側テーパー部と、上記先端側テーパー部と上記基端側テーパー部との間をつなぐ立ち上がり部とからなり、
上記立ち上がり部と上記基端側テーパー部との間は曲率半径Ｒ１ｍｍの角部を有し、
かつ、上記ハウジングの内側面は、上記センサ素子の突出部における先端側テーパー部を先端側から支承すると共に径方向内側に突出する支承テーパー部を有し、
該支承テーパー部から基端側に立ち上がり部を、該立ち上がり部に続く基端側に径方向内側から外側に後退する後退テーパー部を有し、
該後退テーパー部より基端側にシール面を有し、
上記立ち上がり部と上記後退テーパー部との間は曲率半径Ｒ２ｍｍの角部を有し、
かつ、上記センサ素子におけるシール面及び基端側テーパー部と、上記ハウジングにおけるシール面と、上記後退テーパー部との間に形成される略円筒形の空間の先端側には粉末シール材を配置し、該粉末シール材より基端側には筒型絶縁シール材を配置し、
かつ、上記センサ素子の立ち上がり部と上記ハウジングの立ち上がり部との、径方向に沿った距離をＬ１ｍｍ、Ｒ１ｍｍとＲ２ｍｍのいずれかより大きいほうをＲｍｍとすると、
これらは、
Ｒ≦−５．０×Ｌ１＋２．０、
０＜Ｌ１≦０．２５、０＜Ｒ１≦１．２５、０＜Ｒ２≦１．２５の関係にあることを特徴とするガスセンサにある（請求項１）。
【００１０】
第２の発明は、筒型のハウジングと、該筒型のハウジングに挿通してなるセンサ素子とを有し、
該センサ素子の先端側は、上記筒型のハウジングの先端側に設けた被測定ガス側カバーにより覆われ、また、上記筒型のハウジングの基端側は大気側カバーにて覆われてなるガスセンサにおいて、
上記センサ素子の外側面は、径方向外側に突出する突出部を有し、該突出部より基端側にシール面を有し、
上記突出部は外側面から径方向外側に突出する先端側テーパー部と、径方向外側から内側に後退する基端側テーパー部と、上記先端側テーパー部と上記基端側テーパー部との間をつなぐ立ち上がり部とからなり、
上記立ち上がり部と上記基端側テーパー部との間は曲率半径Ｒ１ｍｍの角部を有し、
かつ、上記ハウジングの内側面は、上記センサ素子の突出部における先端側テーパー部を先端側から支承すると共に径方向内側に突出する支承テーパー部を有し、
該支承テーパー部から基端側に立ち上がり部を、該立ち上がり部に続く基端側に径方向内側から外側に後退する後退テーパー部を有し、
該後退テーパー部より基端側にシール面を有し、
上記立ち上がり部と上記後退テーパー部との間は曲率半径Ｒ２ｍｍの角部を有し、
かつ、上記センサ素子におけるシール面及び基端側テーパー部と、上記ハウジングにおけるシール面と、上記後退テーパー部との間に形成される略円筒形の空間の先端側には粉末シール材を配置し、該粉末シール材より基端側には筒型絶縁シール材を配置し、
かつ、ガスセンサ軸方向と直交する線分と上記ハウジングの内側面にある後退テーパー部の面に沿った線分とが形成する角度をθ°、Ｒ１ｍｍとＲ２ｍｍのいずれかより大きいほうをＲｍｍとすると、
これらは、
Ｒ≦−０．０７５×θ＋２．７５、
０≦θ≦２５、０＜Ｒ１≦１．２５、０＜Ｒ２≦１．２５の関係にあることを特徴とするガスセンサにある（請求項２）。
【００１１】
第３の発明は、筒型のハウジングと、該筒型のハウジングに挿通してなるセンサ素子とを有し、
該センサ素子の先端側は、上記筒型のハウジングの先端側に設けた被測定ガス側カバーにより覆われ、また、上記筒型のハウジングの基端側は大気側カバーにて覆われてなるガスセンサにおいて、
上記センサ素子の外側面は、径方向外側に突出する突出部を有し、該突出部より基端側にシール面を有し、
上記突出部は外側面から径方向外側に突出する先端側テーパー部と、径方向外側から内側に後退する基端側テーパー部と、上記先端側テーパー部と上記基端側テーパー部との間をつなぐ立ち上がり部とからなり、
かつ、上記ハウジングの内側面は、上記センサ素子の突出部における先端側テーパー部を先端側から支承すると共に径方向内側に突出する支承テーパー部を有し、
該支承テーパー部から基端側に立ち上がり部を、該立ち上がり部に続く基端側に径方向内側から外側に後退する後退テーパー部を有し、
該後退テーパー部より基端側にシール面を有し、
かつ、上記センサ素子におけるシール面及び基端側テーパー部と、上記ハウジングにおけるシール面と、上記後退テーパー部との間に形成される略円筒形の空間の先端側には粉末シール材を配置し、該粉末シール材より基端側には筒型絶縁シール材を配置し、
かつ、上記センサ素子の立ち上がり部と上記ハウジングの立ち上がり部との、径方向に沿った距離をＬ１ｍｍ、センサ素子の基端側テーパー部と立ち上がり部との交点Ａ、ハウジングの後退テーパー部と立ち上がり部との交点Ｂに関して、両者のガスセンサ軸方向に沿った軸方向距離を〔ＡＢ〕ｍｍとすると、
これらは、
〔ＡＢ〕≦−１０×Ｌ１＋２．５、
０＜Ｌ１≦０．２５、０≦〔ＡＢ〕≦１．５の関係にあることを特徴とするガスセンサにある（請求項３）。
【００１２】
第５の発明は、筒型のハウジングと、該筒型のハウジングに挿通してなるセンサ素子とを有し、
該センサ素子の先端側は、上記筒型のハウジングの先端側に設けた被測定ガス側カバーにより覆われ、また、上記筒型のハウジングの基端側は大気側カバーにて覆われてなるガスセンサにおいて、
上記センサ素子の外側面は、径方向外側に突出する突出部を有し、該突出部より基端側にシール面を有し、
上記突出部は外側面から径方向外側に突出する先端側テーパー部と、径方向外側から内側に後退する基端側テーパー部と、上記先端側テーパー部と上記基端側テーパー部との間をつなぐ立ち上がり部とからなり、
かつ、上記ハウジングの内側面は、上記センサ素子の突出部における先端側テーパー部を先端側から支承すると共に径方向内側に突出する支承テーパー部を有し、
該支承テーパー部から基端側に立ち上がり部を、該立ち上がり部に続く基端側に径方向内側から外側に後退する後退テーパー部を有し、
該後退テーパー部より基端側にシール面を有し、
かつ、上記センサ素子におけるシール面及び基端側テーパー部と、上記ハウジングにおけるシール面と、上記後退テーパー部との間に形成される略円筒形の空間の先端側には粉末シール材を配置し、該粉末シール材より基端側には筒型絶縁シール材を配置し、
かつ、上記センサ素子の立ち上がり部と上記ハウジングの立ち上がり部との、径方向に沿った距離をＬ１ｍｍ、上記センサ素子の立ち上がり部と上記ハウジングの立ち上がり部との間のクリアランスにおける、ガスセンサ軸方向と直交する横断面の面積をＳ１ｍｍ2、上記粉末シール材の、ガスセンサ軸方向と直交する横断面の面積をＳ２ｍｍ2とすると、
これらは、Ｓ１／Ｓ２×１００≦１０、Ｌ１≦０．２５の関係にあることを特徴とするガスセンサにある（請求項５）。
【００１３】
第６の発明は、筒型のハウジングと、該ハウジングから支承されてなる筒型の支持絶縁碍子と、該筒型の支持絶縁碍子に挿通してなるセンサ素子とを有し、
該センサ素子の先端側は、上記筒型のハウジングの先端側に設けた被測定ガス側カバーにより覆われ、また、上記筒型のハウジングの基端側は大気側カバーにて覆われてなるガスセンサにおいて、
上記センサ素子の外側面は、径方向外側に突出する突出部を有し、該突出部より基端側にシール面を有し、
上記突出部は外側面から径方向外側に突出する先端側テーパー部と、径方向外側から内側に後退する基端側テーパー部と、上記先端側テーパー部と上記基端側テーパー部との間をつなぐ立ち上がり部とからなり、
かつ、上記ハウジングの内側面は、上記支持絶縁碍子を先端側から支承すると共に径方向内側に突出する支承テーパー部を有し、該支承テーパー部から基端側にシール面を有し、
かつ、上記センサ素子におけるシール面及び基端側テーパー部と、上記ハウジングにおけるシール面と、上記支持絶縁碍子の基端側端面との間に形成される略円筒形の空間の先端側には粉末シール材を配置し、該粉末シール材より基端側には筒型絶縁シール材を配置し、
かつ、上記センサ素子における立ち上がり部と上記支承テーパー部の内側面との間のクリアランスにおけるガスセンサ軸方向と直交する横断面の面積をＵ１ｍｍ2、上記ハウジングにおけるシール面と上記支承テーパー部の外側面との間のクリアランスにおけるガスセンサ軸方向と直交する横断面の面積をＵ２ｍｍ2、上記粉末シール材の、ガスセンサ軸方向と直交する横断面の面積をＳ２ｍｍ2とすると、
これらは、
（Ｕ１＋Ｕ２）／Ｓ２×１００≦１０の関係にあることを特徴とするガスセンサにある（請求項６）。
【００１４】
第８の発明は、センサ素子の外周に筒型絶縁碍子を嵌め込んでなる素子アセンブリを筒型のハウジングに挿通し、該センサ素子の先端側は、上記筒型のハウジングの先端側に設けた被測定ガス側カバーにより覆われ、また、上記筒型のハウジングの基端側は大気側カバーにて覆われてなるガスセンサにおいて、
上記素子アセンブリの外側面は、径方向外側に突出する突出部を有し、該突出部より基端側にシール面を有し、
上記突出部は外側面から径方向外側に突出する先端側テーパー部と、径方向外側から内側に後退する基端側テーパー部と、上記先端側テーパー部と上記基端側テーパー部との間をつなぐ立ち上がり部とからなり、
上記立ち上がり部と上記基端側テーパー部との間は曲率半径Ｑ１ｍｍの角部を有し、
かつ、上記ハウジングの内側面は、上記素子アセンブリの突出部における先端側テーパー部を先端側から支承すると共に径方向内側に突出する支承テーパー部を有し、
該支承テーパー部から基端側に立ち上がり部を、該立ち上がり部に続く基端側に径方向内側から外側に後退する後退テーパー部を有し、
該後退テーパー部より基端側にシール面を有し、
上記立ち上がり部と上記後退テーパー部との間は曲率半径Ｑ２ｍｍの角部を有し、
かつ、上記素子アセンブリにおけるシール面及び基端側テーパー部と、上記ハウジングにおけるシール面と、上記後退テーパー部との間に形成される略円筒形の空間の先端側には粉末シール材を配置し、該粉末シール材より基端側には筒型絶縁シール材を配置し、
かつ、上記素子アセンブリの立ち上がり部と上記ハウジングの立ち上がり部との、径方向に直交する方向に沿った距離をＫ１ｍｍ、Ｑ１ｍｍとＱ２ｍｍのいずれかより大きいほうをＱｍｍとすると、
これらは、
Ｑ≦−５．０×Ｋ１＋２．０、
０＜Ｋ１≦０．２５、０＜Ｑ１≦１．２５、０＜Ｑ２≦１．２５の関係にあることを特徴とするガスセンサにある（請求項８）。
【００１５】
第９の発明は、センサ素子の外周に筒型絶縁碍子を嵌め込んでなる素子アセンブリを筒型のハウジングに挿通し、該センサ素子の先端側は、上記筒型のハウジングの先端側に設けた被測定ガス側カバーにより覆われ、また、上記筒型のハウジングの基端側は大気側カバーにて覆われてなるガスセンサにおいて、
上記素子アセンブリの外側面は、径方向外側に突出する突出部を有し、該突出部より基端側にシール面を有し、
上記突出部は外側面から径方向外側に突出する先端側テーパー部と、径方向外側から内側に後退する基端側テーパー部と、上記先端側テーパー部と上記基端側テーパー部との間をつなぐ立ち上がり部とからなり、
上記立ち上がり部と上記基端側テーパー部との間は曲率半径Ｑ１ｍｍの角部を有し、
かつ、上記ハウジングの内側面は、上記素子アセンブリの突出部における先端側テーパー部を先端側から支承すると共に径方向内側に突出する支承テーパー部を有し、
該支承テーパー部から基端側に立ち上がり部を、該立ち上がり部に続く基端側に径方向内側から外側に後退する後退テーパー部を有し、
該後退テーパー部より基端側にシール面を有し、
上記立ち上がり部と上記後退テーパー部との間は曲率半径Ｑ２ｍｍの角部を有し、
かつ、上記素子アセンブリにおけるシール面及び基端側テーパー部と、上記ハウジングにおけるシール面と、上記後退テーパー部との間に形成される略円筒形の空間の先端側には粉末シール材を配置し、該粉末シール材より基端側には筒型絶縁シール材を配置し、
かつ、ガスセンサ軸方向と直交する線分と上記ハウジングの内側面にある後退テーパー部の面に沿った線分とが形成する角度をφ°、Ｑ１ｍｍとＱ２ｍｍのいずれかより大きいほうをＱｍｍとすると、
これらは、
Ｑ≦−０．０７５×φ＋２．７５、
０≦φ≦２５、０＜Ｑ１≦１．２５、０＜Ｑ２≦１．２５の関係にあることを特徴とするガスセンサにある（請求項９）。
【００１６】
第１０の発明は、センサ素子の外周に筒型絶縁碍子を嵌め込んでなる素子アセンブリを筒型のハウジングに挿通し、該センサ素子の先端側は、上記筒型のハウジングの先端側に設けた被測定ガス側カバーにより覆われ、また、上記筒型のハウジングの基端側は大気側カバーにて覆われてなるガスセンサにおいて、
上記素子アセンブリの外側面は、径方向外側に突出する突出部を有し、該突出部より基端側にシール面を有し、
上記突出部は外側面から径方向外側に突出する先端側テーパー部と、径方向外側から内側に後退する基端側テーパー部と、上記先端側テーパー部と上記基端側テーパー部との間をつなぐ立ち上がり部とからなり、
かつ、上記ハウジングの内側面は、上記素子アセンブリの突出部における先端側テーパー部を先端側から支承すると共に径方向内側に突出する支承テーパー部を有し、
該支承テーパー部から基端側に立ち上がり部を、該立ち上がり部に続く基端側に径方向内側から外側に後退する後退テーパー部を有し、
該後退テーパー部より基端側にシール面を有し、
かつ、上記素子アセンブリにおけるシール面及び基端側テーパー部と、上記ハウジングにおけるシール面と、上記後退テーパー部との間に形成される略円筒形の空間の先端側には粉末シール材を配置し、該粉末シール材より基端側には筒型絶縁シール材を配置し、
かつ、上記素子アセンブリの立ち上がり部と上記ハウジングの立ち上がり部との、径方向に直交する方向に沿った距離をＫ１ｍｍ、素子アセンブリの基端側テーパー部と立ち上がり部との交点Ｃ、ハウジングの後退テーパー部と立ち上がり部との交点Ｄに関して、両者のガスセンサ軸方向に沿った軸方向距離を〔ＣＤ〕ｍｍとすると、
これらは、
〔ＣＤ〕≦−１０×Ｋ１＋２．５、
０＜Ｋ１≦０．２５、０≦〔ＣＤ〕≦１．５の関係にあることを特徴とするガスセンサにある（請求項１０）。
【００１７】
第１２の発明は、センサ素子の外周に筒型絶縁碍子を嵌め込んでなる素子アセンブリを筒型のハウジングに挿通し、該センサ素子の先端側は、上記筒型のハウジングの先端側に設けた被測定ガス側カバーにより覆われ、また、上記筒型のハウジングの基端側は大気側カバーにて覆われてなるガスセンサにおいて、
上記素子アセンブリの外側面は、径方向外側に突出する突出部を有し、該突出部より基端側にシール面を有し、
上記突出部は外側面から径方向外側に突出する先端側テーパー部と、径方向外側から内側に後退する基端側テーパー部と、上記先端側テーパー部と上記基端側テーパー部との間をつなぐ立ち上がり部とからなり、
かつ、上記ハウジングの内側面は、上記素子アセンブリの突出部における先端側テーパー部を先端側から支承すると共に径方向内側に突出する支承テーパー部を有し、
該支承テーパー部から基端側に立ち上がり部を、該立ち上がり部に続く基端側に径方向内側から外側に後退する後退テーパー部を有し、
該後退テーパー部より基端側にシール面を有し、
かつ、上記素子アセンブリにおけるシール面及び基端側テーパー部と、上記ハウジングにおけるシール面と、上記後退テーパー部との間に形成される略円筒形の空間の先端側には粉末シール材を配置し、該粉末シール材より基端側には筒型絶縁シール材を配置し、
かつ、上記素子アセンブリの立ち上がり部と上記ハウジングの立ち上がり部との、径方向に直交する方向に沿った距離をＫ１ｍｍ、上記素子アセンブリの立ち上がり部と上記ハウジングの立ち上がり部との間のクリアランスにおける、ガスセンサ軸方向と直交する横断面の面積をＴ１ｍｍ2、上記粉末シール材の、ガスセンサ軸方向と直交する横断面の面積をＴ２ｍｍ2とすると、
これらは、Ｔ１／Ｔ２×１００≦１０、Ｋ１≦０．２５の関係にあることを特徴とするガスセンサにある（請求項１２）。
【００１８】
第１３の発明は、センサ素子の外周に筒型絶縁碍子を嵌め込んでなる素子アセンブリを、筒型のハウジングから支承されてなる筒型の支持絶縁碍子に挿通し、上記センサ素子の先端側は、上記筒型のハウジングの先端側に設けた被測定ガス側カバーにより覆われ、また、上記筒型のハウジングの基端側は大気側カバーにて覆われてなるガスセンサにおいて、
上記素子アセンブリの外側面は、径方向外側に突出する突出部を有し、該突出部より基端側にシール面を有し、
上記突出部は外側面から径方向外側に突出する先端側テーパー部と、径方向外側から内側に後退する基端側テーパー部と、上記先端側テーパー部と上記基端側テーパー部との間をつなぐ立ち上がり部とからなり、
かつ、上記ハウジングの内側面は、上記支持絶縁碍子を先端側から支承すると共に径方向内側に突出する支承テーパー部を有し、該支承テーパー部から基端側にシール面を有し、
かつ、上記素子アセンブリにおけるシール面及び基端側テーパー部と、上記ハウジングにおけるシール面と、上記支持絶縁碍子の基端側端面との間に形成される略円筒形の空間の先端側には粉末シール材を配置し、該粉末シール材より基端側には筒型絶縁シール材を配置し、
かつ、上記素子アセンブリにおける立ち上がり部と上記支承テーパー部の内側面との間のクリアランスにおけるガスセンサ軸方向と直交する横断面の面積をＶ１ｍｍ2、上記ハウジングにおけるシール面と上記支承テーパー部の外側面との間のクリアランスにおけるガスセンサ軸方向と直交する横断面の面積をＶ２ｍｍ2、上記粉末シール材の、ガスセンサ軸方向と直交する横断面の面積をＴ２ｍｍ2とすると、
これらは、
（Ｖ１＋Ｖ２）／Ｔ２×１００≦１０の関係にあることを特徴とするガスセンサにある（請求項１３）。
【００１９】
第１〜第３、第５、第６及び第８〜第１０、第１２、第１３の発明によれば、センサ素子または素子アセンブリにおけるシール面及び基端側テーパー部と、ハウジングにおけるシール面及び後退テーパー部との間に形成された略円筒形の空間に配置した粉末シール材に対し（または、センサ素子におけるシール面及び基端側テーパー部と、ハウジングにおけるシール面と、上記支持絶縁碍子の基端側端面との間に形成された略円筒形の空間に配置した粉末シール材に対し）、先端側すなわち被測定ガス側カバーを設けた側から気体及び液体を侵入し難くすることができる（実施例１及び４〜６、８、９、１１〜１３、１５、１６参照）。
以上、上記発明によれば、より気密性、液密性に優れ、センサ素子や素子アセンブリ等に損傷が生じ難いガスセンサを得ることができる。
なお、本明細書の記載において、ガスセンサ軸方向とは略回転体形状であるガスセンサにおける中心軸であり、径方向とは、軸方向と直交する方向である。
【００２０】
また、第４の発明は、筒型のハウジングと、該筒型のハウジングに挿通してなるセンサ素子とを有し、
該センサ素子の先端側は、上記筒型のハウジングの先端側に設けた被測定ガス側カバーにより覆われ、また、上記筒型のハウジングの基端側は大気側カバーにて覆われてなるガスセンサにおいて、
上記センサ素子の外側面は、径方向外側に突出する突出部を有し、該突出部より基端側にシール面を有し、
上記突出部は外側面から径方向外側に突出する先端側テーパー部と、径方向外側から内側に後退する基端側テーパー部と、上記先端側テーパー部と上記基端側テーパー部との間をつなぐ立ち上がり部とからなり、
かつ、上記ハウジングの内側面は、上記センサ素子の突出部における先端側テーパー部を先端側から支承すると共に径方向内側に突出する支承テーパー部を有し、
該支承テーパー部から基端側に立ち上がり部を、該立ち上がり部に続く基端側に径方向内側から外側に後退する後退テーパー部を有し、
該後退テーパー部より基端側にシール面を有し、
かつ、上記センサ素子におけるシール面及び基端側テーパー部と、上記ハウジングにおけるシール面と、上記後退テーパー部との間に形成される略円筒形の空間の先端側には粉末シール材を配置し、該粉末シール材より基端側には筒型絶縁シール材を配置し、
上記筒型絶縁シール材の粉末シール材側の端面におけるセンサ素子側に位置する角部の曲率半径をＲ３ｍｍ、上記粉末シール材側の端面におけるハウジング側に位置する角部の曲率半径をＲ４ｍｍ、Ｒ３ｍｍとＲ４ｍｍのいずれかより大きいほうをＲ’ｍｍ、上記筒型絶縁シール材の内側面と上記センサ素子のシール面との距離をＭ１ｍｍ、上記筒型絶縁シール材の外側面と上記ハウジングのシール面との距離をＭ２ｍｍとすると、
これらは、
Ｒ’≦−４×（Ｍ１＋Ｍ２）／２＋０．７、（Ｍ１＋Ｍ２）／２≧０．０２５の関係にあることを特徴とするガスセンサにある。
【００２１】
第７の発明は、筒型のハウジングと、該筒型のハウジングに挿通してなるセンサ素子とを有し、
該センサ素子の先端側は、上記筒型のハウジングの先端側に設けた被測定ガス側カバーにより覆われ、また、上記筒型のハウジングの基端側は大気側カバーにて覆われてなるガスセンサにおいて、
上記センサ素子の外側面は、径方向外側に突出する突出部を有し、該突出部より基端側にシール面を有し、
上記突出部は外側面から径方向外側に突出する先端側テーパー部と、径方向外側から内側に後退する基端側テーパー部と、上記先端側テーパー部と上記基端側テーパー部との間をつなぐ立ち上がり部とからなり、
かつ、上記ハウジングの内側面は、上記センサ素子の突出部における先端側テーパー部を先端側から支承すると共に径方向内側に突出する支承テーパー部を有し、
該支承テーパー部から基端側に立ち上がり部を、該立ち上がり部に続く基端側に径方向内側から外側に後退する後退テーパー部を有し、
該後退テーパー部より基端側にシール面を有し、
かつ、上記センサ素子におけるシール面及び基端側テーパー部と、上記ハウジングにおけるシール面と、上記後退テーパー部との間に形成される略円筒形の空間の先端側には粉末シール材を配置し、該粉末シール材より基端側には筒型絶縁シール材を配置し、
かつ、上記粉末シール材の、ガスセンサ軸方向と直交する横断面の面積をＳ２ｍｍ2、上記センサ素子のシール面と上記筒型絶縁シール材の内側面との間のクリアランスにおけるガスセンサ軸方向と直交する横断面の面積をＳ３ｍｍ2、上記ハウジングのシール面と上記筒型絶縁シール材の外側面との間のクリアランスにおけるガスセンサ軸方向と直交する横断面の面積をＳ４ｍｍ2、上記筒型絶縁シール材の内側面と上記センサ素子のシール面との距離をＭ１ｍｍ、上記筒型絶縁シール材の外側面と上記ハウジングのシール面との距離をＭ２ｍｍとすると、
これらは、
（（Ｓ３＋Ｓ４）／Ｓ２）×１００≦１０、（Ｍ１＋Ｍ２）／２≧０．０２５の関係にあることを特徴とするガスセンサにある（請求項７）。
【００２２】
第１１の発明は、センサ素子の外周に筒型絶縁碍子を嵌め込んでなる素子アセンブリを筒型のハウジングに挿通し、該センサ素子の先端側は、上記筒型のハウジングの先端側に設けた被測定ガス側カバーにより覆われ、また、上記筒型のハウジングの基端側は大気側カバーにて覆われてなるガスセンサにおいて、
上記素子アセンブリの外側面は、径方向外側に突出する突出部を有し、該突出部より基端側にシール面を有し、
上記突出部は外側面から径方向外側に突出する先端側テーパー部と、径方向外側から内側に後退する基端側テーパー部と、上記先端側テーパー部と上記基端側テーパー部との間をつなぐ立ち上がり部とからなり、
かつ、上記ハウジングの内側面は、上記素子アセンブリの突出部における先端側テーパー部を先端側から支承すると共に径方向内側に突出する支承テーパー部を有し、
該支承テーパー部から基端側に立ち上がり部を、該立ち上がり部に続く基端側に径方向内側から外側に後退する後退テーパー部を有し、
該後退テーパー部より基端側にシール面を有し、
かつ、上記素子アセンブリにおけるシール面及び基端側テーパー部と、上記ハウジングにおけるシール面と、上記後退テーパー部との間に形成される略円筒形の空間の先端側には粉末シール材を配置し、該粉末シール材より基端側には筒型絶縁シール材を配置し、
上記筒型絶縁シール材の粉末シール材側の端面における素子アセンブリ側に位置する角部の曲率半径をＱ３ｍｍ、上記粉末シール材側の端面におけるハウジング側に位置する角部の曲率半径をＱ４ｍｍ、Ｑ３ｍｍとＱ４ｍｍのいずれかより大きいほうをＱ’ｍｍ、上記筒型絶縁シール材の内側面と上記素子アセンブリのシール面との距離をＮ１ｍｍ、上記筒型絶縁シール材の外側面と上記ハウジングのシール面との距離をＮ２ｍｍとすると、
これらは、
Ｑ’≦−４×（Ｎ１＋Ｎ２）／２＋０．７、（Ｎ１＋Ｎ２）／２≧０．０２５の関係にあることを特徴とするガスセンサにある（請求項１１）。
【００２３】
第１４の発明は、センサ素子の外周に筒型絶縁碍子を嵌め込んでなる素子アセンブリを筒型のハウジングに挿通し、該センサ素子の先端側は、上記筒型のハウジングの先端側に設けた被測定ガス側カバーにより覆われ、また、上記筒型のハウジングの基端側は大気側カバーにて覆われてなるガスセンサにおいて、
上記素子アセンブリの外側面は、径方向外側に突出する突出部を有し、該突出部より基端側にシール面を有し、
上記突出部は外側面から径方向外側に突出する先端側テーパー部と、径方向外側から内側に後退する基端側テーパー部と、上記先端側テーパー部と上記基端側テーパー部との間をつなぐ立ち上がり部とからなり、
かつ、上記ハウジングの内側面は、上記素子アセンブリの突出部における先端側テーパー部を先端側から支承すると共に径方向内側に突出する支承テーパー部を有し、
該支承テーパー部から基端側に立ち上がり部を、該立ち上がり部に続く基端側に径方向内側から外側に後退する後退テーパー部を有し、
該後退テーパー部より基端側にシール面を有し、
かつ、上記素子アセンブリにおけるシール面及び基端側テーパー部と、上記ハウジングにおけるシール面と、上記後退テーパー部との間に形成される略円筒形の空間の先端側には粉末シール材を配置し、該粉末シール材より基端側には筒型絶縁シール材を配置し、
かつ、上記粉末シール材の、ガスセンサ軸方向と直交する横断面の面積をＴ２ｍｍ2、上記素子アセンブリのシール面と上記筒型絶縁シール材の内側面との間のクリアランスにおけるガスセンサ軸方向と直交する横断面の面積をＴ３ｍｍ2、上記ハウジングのシール面と上記筒型絶縁シール材の外側面との間のクリアランスにおけるガスセンサ軸方向と直交する横断面の面積をＴ４ｍｍ2、上記筒型絶縁シール材の内側面と上記素子アセンブリのシール面との距離をＮ１ｍｍ、上記筒型絶縁シール材の外側面と上記ハウジングのシール面との距離をＮ２ｍｍとすると、
これらは、
（（Ｔ３＋Ｔ４）／Ｔ２）×１００≦１０、（Ｎ１＋Ｎ２）／２≧０．０２５の関係にあることを特徴とするガスセンサにある（請求項１４）。
【００２４】
第４、第７、第１１、第１４の発明によれば、センサ素子または素子アセンブリにおけるシール面及び基端側テーパー部と、ハウジングにおけるシール面及び後退テーパー部との間に形成された略円筒形の空間に配置した粉末シール材に対し、シール部の基端側に近いところで、先端側すなわち排気側からの気体や液体を侵入し難くすることができる（実施例７、１０、１４、１７参照）
以上、上記発明によれば、より気密性、液密性に優れ、センサ素子や素子アセンブリ等に損傷が生じ難いガスセンサを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明にかかるガスセンサのセンサ素子は、コップ型のセンサ素子または積層型のセンサ素子である。また、このガスセンサは、センサ素子をハウジングに組付けるタイプや（第１〜第７の発明）、センサ素子と筒型絶縁碍子とからなる素子アセンブリをハウジングに組付けるタイプ（第８〜第１４の発明）がある。
また、被測定ガス中の酸素濃度を測定するもの、ＮＯｘ濃度、ＨＣ濃度、ＣＯ濃度など、酸素以外のガス濃度を測定するもの、更に自動車等の内燃機関のエンジンの排気系に設置して燃焼室の空燃比を測定するもの、測定した空燃比に基づいた燃焼制御に利用するものなど、いずれのタイプのガスセンサに対しても本発明を適用することができる。
また、粉末シール材と筒型絶縁シール材との間にパッキンを設けることができる。
【００２６】
次に、第１、第２の発明において、上記曲率半径Ｒ１ｍｍと上記曲率半径Ｒ２ｍｍとは、
０．０１≦Ｒ１≦１．２５、０．０１≦Ｒ２≦１．２５を満たすことが好ましい（請求項１５）。
この場合には、センサ素子に欠けが生じることを防ぐことができる。Ｒ１＜０．０１の場合には、センサ素子をハウジングに組付ける際において、衝撃等によりセンサ素子の突出部に欠けが生じやすくなるおそれがある。突出部に欠けが生じると、センサ素子の突出部とハウジングとの間の隙間（Ｌ１に相当する隙間）が大きくなってしまい、シール性が低下するおそれがある。
【００２７】
また、Ｒ２＜０．０１の場合には、センサ素子をハウジングに組付ける際において、センサ素子が、ハウジングの上記立上り部と上記後退テーパ部との間の角部に僅かに接触しただけでも、センサ素子の表面に形成された電極や保護層等、あるいは突出部に欠けが生じやすくなるおそれがある。また、突出部に欠けが生じると、センサ素子の突出部とハウジングとの間の隙間（Ｌ１に相当する隙間）が大きくなってしまい、シール性が低下するおそれがある。
【００２８】
次に、第１〜第７の発明において、上記粉末シール材における先端側の底面は、径方向センサ素子側からハウジング側に向かう内テーパー部と、径方向ハウジング側からセンサ素子側に向かう外テーパー部とを有し、
内テーパー部とガスセンサ軸方向と直交する線分との間の角度をθ１°、外テーパー部とガスセンサ軸方向と直交する線分との間の角度をθ２°、内テーパー部と外テーパー部との間に形成される角度をθ３°とすると（ただしθ１＋θ２＋θ３＝１８０）、
これらは、
０≦θ１≦５０、０≦θ２≦５０、１２０≦θ３≦１８０の関係にあることが好ましい（請求項１６）。
【００２９】
また、上記曲率半径Ｑ１ｍｍと上記曲率半径Ｑ２ｍｍとは、
０．０１≦Ｑ１≦１．２５、０．０１≦Ｑ２≦１．２５を満たすことが好ましい（請求項１７）。
この場合には、素子アセンブリに欠けが生じることを防ぐことができる。Ｑ１＜０．０１の場合には、素子アセンブリをハウジングに組付ける際において、衝撃等により素子アセンブリの突出部に欠けが生じやすくなるおそれがある。突出部に欠けが生じると、素子アセンブリの突出部とハウジングとの間の隙間（Ｋ１に相当する隙間）が大きくなってしまい、シール性が低下するおそれがある。
【００３０】
また、Ｑ２＜０．０１の場合には、素子アセンブリをハウジングに組付ける際において、素子アセンブリが、ハウジングの上記立上り部と上記後退テーパ部との間の角部に僅かに接触しただけでも、素子アセンブリの表面に形成された電極や保護層等、あるいは突出部に欠けが生じやすくなるおそれがある。また、突出部に欠けが生じると、素子アセンブリの突出部とハウジングとの間の隙間（Ｋ１に相当する隙間）が大きくなってしまい、シール性が低下するおそれがある。
【００３１】
また、第８〜第１４の発明において、上記粉末シール材における先端側の底面は、径方向素子アセンブリ側からハウジング側に向かう内テーパー部と、径方向ハウジング側から素子アセンブリ側に向かう外テーパー部とを有し、
内テーパー部とガスセンサ軸方向と直交する線分との間の角度をφ１°、外テーパー部とガスセンサ軸方向と直交する線分との間の角度をφ２°、内テーパー部と外テーパー部との間に形成される角度をφ３°とすると（ただしφ１＋φ２＋φ３＝１８０）、
これらは、
０≦φ１≦５０、０≦φ２≦５０、１２０≦φ３≦１８０の関係にあることが好ましい（請求項１８）。
【００３２】
θ１、θ２、θ３、φ１、φ２、φ３が上記関係を満たすことで、より高い気密性、液密性を得ることができると共に、センサ素子に大きな荷重がかかり難く、センサ素子や素子アセンブリの割れや欠け、亀裂の発生を防止することができる。
θ１やθ２、φ１やφ２が５０よりも大きい場合、粉末シール材の下部まで荷重が伝わり難い故、粉末シール材の下部の密度が上がらないため、気密、液密性が上がらないおそれがある。また、長時間使用すると、冷熱等のストレスにより粉末シール材から粒子が漏れて気密性、液密性が低下するおそれがある。
【００３３】
本発明において、上記粉末シール材は複数設けてあることが好ましい（請求項１９）。
これにより、より高い気密性、液密性を得ることができる。
また、上記粉末シール材は粒径が８０〜１０００μｍの粒子が全体の８０重量％以上を占める粉末材料を圧縮成形してなることが好ましい（請求項２０）。
これにより、比較的大径な粒子よりなる粉末材料は個々の粒子の内部に空気がほとんど含まれていないため、加圧により粒子を崩して粉末シール材としたときに、該粉末シール材に含まれる空気を少なくすることができ、充填時に容易に比重を高めることができる。
粒子の直径が８０μｍ未満である場合は、粉末材料を成形して粉末シール材となす際に粉末シール材の中に残留する空気の量が多くなり、粉末シール材の比重が上がらないため、シール性を確保できなくなるおそれがある。直径が１０００μｍより大である場合は、粉末材料の粒子粒径が大きいために、粉末シール部の充填状態にバラツキが生じやすく、粉末シール材に対する荷重の付与を十分に行うことが難しくなり、粉末シール材のシール性が若干損なわれるおそれがある。
【００３４】
また、上記粉末シール材の少なくとも１層は、充填補助材を含有してなることが好ましい（請求項２１）。
これにより、粉末シール材を構成する各粒子同士の接触面を充填補助材が埋めることができ、粉末シール材の一層の高密度化、粒子同士の密着性が向上し、高いシール性を得ることができる。さらに、粉末シール材中の粒子間の間隙が充填補助材により埋められるため、毛管現象による液体成分の浸入が生じ難い。
そして、上記充填補助材として、第１リン酸アルミニウムを用いることができる（請求項２２）。また、上記充填補助材として第１リン酸アルミニウムを用いる場合は、上記粉末シール材の全体１００重量％に対して、０．１〜１０重量％（外％）含有してなることが好ましい（請求項２３）。
これにより高い気密性、液密性を得ることができる。
充填補助材の添加量が０．１重量％（外％）未満である場合は、粉末の隙間を充分に埋めるだけの量に達しないため、高密度の粉末シール材が得がたくなるおそれがある。
一方、１０重量％（外％）を越えると、充填補助材の量が過剰になるため、粉末の充填性を阻害して粉末シール材の比重が上がらなくなって、かえってシール性が低下するおそれがある。
なお、第１リン酸アルミニウムは水などの溶媒に溶かして溶液状態で使用することができる。
【００３５】
また、上記粉末シール材に加える充填補助材の別の例として、水酸化バリウム、ホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ソーダ石灰ケイ酸塩ガラス、鉛ケイ酸塩ガラス、低融点ホウ酸塩ガラス、石灰アルミノ系ガラス、アルミノ酸塩ガラスから選ばれる１種類以上からなる材料を用いることができる（請求項２４）。
これらの材料は常温では固体であるが、比較的低温で液化する材料である。
従って、粉末を充填して、加圧する際に共に加熱することで、上記充填補助材は液化して、粉末間の隙間を埋めて、高密度の粉末シール材を得ることができ、特に排気ガス中に含まれるガソリン等の液体成分がしみ通る透過経路を閉塞させて、液密性に優れた粉末シール材を得ることができる。
なお、上記材料の融点は、ハウジング、ガスセンサ素子等のガスセンサを構成する部品の耐熱性を越えることがない。
【００３６】
また、上記充填補助材は、上記粉末シール材の全体１００重量％に対して、０．５〜３０重量％（外％）含有してなることが好ましい（請求項２５）。
これにより高い気密性、液密性を得ることができる。
充填補助材の量が０．５重量％（外％）未満である場合は、粉末の隙間を閉塞するだけの量に達しないため、液体成分がしみ通る透過経路を充分に閉塞させることができなくなるおそれがある。充填補助材の量が３０重量％（外％）より多い場合は、粉末シール材を形成する際に、充填補助材が粉末の隙間に過剰に入るために、粉末シール材の充填性を大幅に阻害し、隙間がかえって多くなり、優れたシール性が得がたくなるおそれがある。
【実施例】
【００３７】
（実施例１）
本発明にかかるガスセンサについて、図１〜図３を用いて説明する。
本例のガスセンサ１は、図１に示すごとく、筒型のハウジング１０と、該筒型のハウジング１０に挿通してなるセンサ素子２とを有し、該センサ素子２の先端側は、上記筒型のハウジング１０の先端側に設けた被測定ガス側カバー１１により覆われ、また、上記筒型のハウジング１０の基端側は大気側カバー１２にて覆われてなる。
【００３８】
また、図２に示すごとく、上記センサ素子２の外側面２０９は、径方向外側に突出する突出部２００を有し、該突出部２００より基端側にシール面２０５を有し、上記突出部２００は外側面２０９から径方向外側に突出する先端側テーパー部２０１と、径方向外側から内側に後退する基端側テーパー部２０３と、上記先端側テーパー部２０１と上記基端側テーパー部２０３との間をつなぐ立ち上がり部２０２とからなり、上記立ち上がり部２０２と上記基端側テーパー部２０３との間は曲率半径Ｒ１ｍｍの角部２０４を有する。
【００３９】
上記ハウジング１０の内側面１０９は、上記センサ素子２の突出部２００における先端側テーパー部２０１を先端側から支承すると共に径方向内側に突出する支承テーパー部１０１を有し、該支承テーパー部１０１から基端側に立ち上がり部１０２を、該立ち上がり部１０２に続く基端側に径方向内側から外側に後退する後退テーパー部１０３を有し、該後退テーパー部１０３より基端側にシール面１０５を有し、上記立ち上がり部１０２と上記後退テーパー部１０３との間は曲率半径Ｒ２ｍｍの角部１０４を有する。
【００４０】
更に、上記センサ素子２におけるシール面２０５及び基端側テーパー部２０３と、上記ハウジング１０におけるシール面１０５及び上記後退テーパー部１０３との間に形成される略円筒形の空間の先端側には粉末シール材３を配置し、該粉末シール材３より基端側には筒型絶縁シール材４を配置する。
【００４１】
そして、上記センサ素子２の立ち上がり部２０２と上記ハウジング１０の立ち上がり部１０２との、径方向に沿った距離をＬ１ｍｍ、Ｒ１ｍｍとＲ２ｍｍのいずれかより大きいほうをＲｍｍとすると、これらは、Ｒ≦−５．０×Ｌ１＋２．０、０＜Ｌ１≦０．２５、０＜Ｒ１≦１．２５、０＜Ｒ２≦１．２５の関係にある。
なお、本例の記載において先端側とは図１における下方であり、被測定ガス側カバー１１を設けた側である。基端側はその反対方向で、大気側カバー１２を設けた側である。
また、ガスセンサ軸方向とは略回転体形状であるガスセンサ１における中心軸であり、径方向とは、軸方向と直交する方向である。内側はガスセンサ１の中心に向かう側で、外側はその反対である（図２参照）。
【００４２】
以下、詳細に説明する。
図１、図２に示すごとく、ガスセンサ１において、筒型のハウジング１０の先端側には被測定ガス側カバー１１を設け、基端側に大気側カバー１２が設けてある。
被測定ガス側カバー１１は外側カバー１１１及び内側カバー１１２の二重構成で、内側カバー１１２の内部が被測定ガス側雰囲気１１０となり、センサ素子２の先端側はここに露出して、被測定ガス中の特定ガス濃度測定を行う。
大気側カバー１２は、メインカバー部材１２１と、該メインカバー部材１２１の基端側の外周に撥水フィルタ１２５を介してかしめ固定された外側カバー部材１２２とからなる。
メインカバー部材１２１の内部は大気側雰囲気１２０で、センサ素子２の基端側はここに露出し、後述するセンサ素子２の大気室２８は上記大気側雰囲気１２０から大気を導入する。上記外側カバー部材１２２とメインカバー部材１２１には大気側雰囲気１２０に大気を導入するよう構成した導入穴１２３、１２４がある。
【００４３】
上記メインカバー部材１２１の内部には、皿ばね１３１で支承された大気側絶縁碍子１３が設けてある。大気側絶縁碍子１３の内部において、後述する取出端子２１１、２２１とリード線１５とを接続する接続端子１４と、ヒータリード２９１とリード線１５とを接続する接続端子１４とが設けてある。
また、大気側絶縁碍子１３より基端側で上記メインカバー部材１２１の基端側の内部には、上記リード線１５を挿通した弾性絶縁部材１６が設けてある。
【００４４】
本例にかかるセンサ素子２は、有底コップ型の固体電解質体２０と該固体電解質体２０の表面に設けた一対の電極（図示略）と、固体電解質体２０の内部に設けた大気室２８と、該大気室２８に挿通したヒータ２９とからなる。
センサ素子２の基端側には、一対の電極とそれぞれ導通する取出端子２１１、２２１が設けてあり、またヒータ２９の基端側には、ヒータ２９の内部に設けた発熱体（図示略）と電気的に導通したヒータリード２９１が設けてある。
【００４５】
センサ素子２の固体電解質体２０の外側面２０９は径方向外側に突出する突出部２００を有し、該突出部２００より基端側にシール面２０５を有する。
上記突出部２００は外側面２０９から径方向外側に突出する先端側テーパー部２０１と、径方向外側から内側に後退する基端側テーパー部２０３と、上記先端側テーパー部２０１と上記基端側テーパー部２０３との間をつなぐ立ち上がり部２０２とからなる。
上記立ち上がり部２０２と上記基端側テーパー部２０３との間は曲率半径Ｒ１ｍｍの角部２０４を有する。
また、ハウジング１０の内側面１０９は支承テーパー部１０１、立ち上がり部１０２、後退テーパー部１０３、更にシール面１０５を有する。
上記立ち上がり部１０２と上記後退テーパー部１０３との間は曲率半径Ｒ２ｍｍの角部１０４を有する。
そして、センサ素子２の突出部２００は、パッキン１９１を介して、支承テーパー部１０１に先端側から支承される。
【００４６】
センサ素子２とハウジング１０との間の空間で、基端側テーパー部２０３、シール面２０５、後退テーパー部１０３、シール面１０５に囲まれた領域には、粉末シール材３が配置され、該粉末シール材３の基端側にパッキン１９２を介して筒型絶縁シール材４が配置される。
筒型絶縁シール材４は、ハウジング１０の基端側端部に設けたかしめ部１０８によって、かしめリング１９３を介して、先端側に向かう押圧力が加えられている。
なお、粉末シール材３は、タルク粉末からなり、ここにタルクとは粘土鉱物の一種で、Ｍｇ3Ｓｉ4Ｏ10（ＯＨ）2を主成分とする天然材料である。また、タルク粉末の他に、第１リン酸アルミニウムを含んでいる。
【００４７】
そして、上記センサ素子２の立ち上がり部２０２と上記ハウジング１０の立ち上がり部１０２との間の、径方向に沿った距離をＬ１ｍｍとする。なお、ここでＬ１ｍｍは、立ち上がり部１０２、２０２と角部１０４、２０４との境界であって、より軸方向先端側に位置する立ち上がり部と角部との境界において測定した距離を採用する。
また、上記角部１０４、２０４は曲面状であり、それぞれの曲率半径をＲ１ｍｍ、Ｒ２ｍｍとする。そうして、曲率Ｒ１ｍｍとＲ２ｍｍでより大きいほうをＲｍｍとする（Ｒ１＝Ｒ２の場合、ＲはＲ１、Ｒ２に等しい）。
本例にかかるガスセンサ１では、Ｒ１＝０．５、Ｒ２＝０．４、Ｌ１＝０．２であり、これらの間には、Ｒ≦−５．０×Ｌ１＋２．０、０＜Ｌ１≦０．２５、０＜Ｒ１≦１．２５、０＜Ｒ２≦１．２５が成立する。
【００４８】
また、図３に示すごとく、上記粉末シール材３における先端側の底面３１は、径方向センサ素子側からハウジング側に向かう内テーパー部３１１と、径方向ハウジング側からセンサ素子側に向かう外テーパー部３１２とを有する。また、内テーパー部３１１と外テーパー部３１２との間は軸方向に略直交する面３１０で接続される。
内テーパー部３１１とガスセンサ軸方向と直交する線分との間の角度をθ１°、外テーパー部３１２とガスセンサ軸方向と直交する線分との間の角度をθ２°、内テーパー部３１１と外テーパー部３１２との間に形成される角度をθ３とすると（ただしθ１＋θ２＋θ３＝１８０）、本例にかかるガスセンサ１では、θ１＝３０（°）、θ２＝１５（°）、θ３＝１３５（°）であり、０≦θ１≦５０、０≦θ２≦５０、１２０≦θ３≦１８０の関係が成立する。
【００４９】
本例にかかるガスセンサ１は、センサ素子２におけるシール面２０５及び基端側テーパー部２０３と、ハウジング１０におけるシール面１０５と、後退テーパー部１０３との間に形成された略円筒形の空間に配置した粉末シール材３に関して、Ｒ≦−５．０×Ｌ１＋２．０、０＜Ｌ１≦０．２５、０＜Ｒ１≦１．２５、０＜Ｒ２≦１．２５という関係が成立する。従って、先端側から気体及び液体を侵入し難くすることができる（実施例４の試験結果参照。）。そのため、特に粉末シール材３を形成する際の押圧力を高めずともよいため、センサ素子２の割れや欠け、亀裂が生じることを防止できる。
【００５０】
更に、粉末シール材３の底面３１の内テーパー部３１１と外テーパー部３１２について、０≦θ１≦５０、０≦θ２≦５０、１２０≦θ３≦１８０の関係が成立することから、更に優れた気密性、液密性を得ることができると共に、センサ素子２に大きな荷重がかかり難く、粉末シール材３を形成する際等の押圧力で、センサ素子２の割れや欠け、亀裂が生じることを防止できる。
以上、本例によれば、より気密性、液密性に優れ、センサ素子に損傷が生じ難いガスセンサを得ることができる。
【００５１】
（実施例２）
本例では、ガスセンサの液密性を調べる試験について説明する。
図１に示すごとき、各試料にかかるガスセンサについて、粉末シール材３の底面にある内側傾斜面及び外側傾斜面の温度が４００℃となるように、ガスセンサを先端側から加熱する。その後、ガスセンサの基端側を水等を噴霧して冷却する。
このような冷熱サイクルを１０００サイクル実施した後に、封止性能を次の方法で評価した。
【００５２】
上記冷熱サイクルを実施したガスセンサから、図４、図５に示すごとく、被測定ガス側カバー１１、大気側カバー１２を取り除いく。
そして、図４（ａ）に示すごとく、センサ素子２とハウジング１０との間に、先端側（図４では上が先端側）から染色液５０を注射器５で粉末シール材３に対して注入し、１２時間放置する。次に、図４（ｂ）に示すごとく、しみこまなかった染色液を吸い出して、１５０℃で２時間乾燥する。図４（ｃ）に示すごとく、ガスセンサを解体して、粉末シール材３を取り出して、染色液５０のしみこみ具合を調べる。
図５に染色液５０がしみこんだ粉末シール材３の断面を示す。
図５（ａ）のように染色液５０がしみ込んだ染色部５０が粉末シール材３の端面３０に達していなければ、液密性に優れたガスセンサで、良品であるといえる。
反対に図５（ｂ）、（ｃ）のように染色部５０が端面３０に達していたり、粉末シール材３の全体が染まっていたりした場合は、ガスセンサをエンジンの排気管に取り付けた場合、エンジン始動直後における被測定ガス側雰囲気から燃料液滴が浸入したり、エンジン停止時における被測定ガス側雰囲気からの凝縮水が浸入するおそれがある。従って、これを不良品と判定する。
本例にかかる試験を用いてガスセンサの液密性を調べた結果については後述する。
【００５３】
（実施例３）
本例では、ガスセンサの気密性を調べる試験について説明する。
測定しようとするガスセンサ１を図６に示す測定装置に組み込んだ。
この測定装置はエア供給を制御するバルブ５５を設けた気密漏れ量測定器５５１とガスセンサ取付治具５７と、両者を結ぶパイプに設けたバルブ５６とよりなる。
【００５４】
測定方法について詳細に説明する。
取付治具５７にガスセンサ１を取り付けて大気側雰囲気１２０と被測定ガス側雰囲気１１０とを気密的に分離する。この状態でバルブ５５、５６を開放し、エア５５０を取付治具５７内のエアの溜まり５７０に供給する。ガスセンサ１のハウジング１０と取付治具５７との間はゴムパッキン５７１でシールする。
仮に粉末シール材３や筒型絶縁シール材４の気密性が不十分であれば、両者間からエアがリークして、導入穴１２３、１２４から矢線に示すごとくエア５５０が抜けていく。
よって、時間の経過と共にエア溜まり５７０に圧力降下が生じる。
この測定装置を用いてエア溜まり５７０に所定量のエア（４気圧）を供給し、１０秒経過後にエア溜まり５７０の圧力を測定した。この値から気密漏れ量（ｃｍ3）が測定できる。そうして気密漏れ量（ｃｍ3／ｍｉｎ）が０．５ｃｍ3／ｍｉｎ未満の試料を良品、そうでないものを不良品と判定した。ただし、ガスセンサのその他の個所から気密漏れがないことを予め予備試験で確認しておく。
本例にかかる試験を用いてガスセンサの気密性を調べた結果については後述する。
【００５５】
（実施例４）
本例は、実施例１にかかるガスセンサでＲ１、Ｒ２、Ｌ１の値をそれぞれ変更した試料を準備し、それぞれについて、実施例２及び３で示した液密性、気密性の試験を行った結果について説明する。
図７に示す線図は、縦軸がＲ（Ｒ１、Ｒ２のいずれかより大きいほう）で、横軸がＬ１である。作製した各試料を線図にプロットする。
プロットした各試料について液密性と気密性をそれぞれ測定する。
【００５６】
その結果、図７に破線でハッチングを入れた領域にかかる試料は液密性、気密性共に優れており、破線の外部に位置する試料は液密性、気密性共に不良品と判定された。
この結果から、ガスセンサにおいて、前述した図２に示す、立ち上がり部と基端側テーパー部との間の各部の曲率半径Ｒ１と、立ち上がり部と後退テーパー部との間の角部の曲率半径Ｒ２と、Ｒ１とＲ２のいずれかより大きいほうのＲと、二つの立ち上がり部間の距離Ｌ１との間に、Ｒ≦−５．０×Ｌ１＋２．０、０＜Ｌ１≦０．２５、０＜Ｒ１≦１．２５、０＜Ｒ２≦１．２５の関係が成立することで、液密性、気密性共に優れたガスセンサが得られることが判った。
【００５７】
（実施例５）
本例のガスセンサは、図８、図９に示すごとく、ガスセンサ軸方向ｙと直交する線分ｘとハウジング１０の内側面１０９にある後退テーパー部１０３の面に沿った線分ｂとが形成する角度をθ°、センサ素子２の立ち上がり部２０２と基端側テーパー部２０３との間の角部２０４の曲率半径をＲ１ｍｍ、立ち上がり部１０２と後退テーパー部１０３との間の角部１０４の曲率半径をＲ２ｍｍ、Ｒ１ｍｍとＲ２ｍｍのいずれかより大きいほうをＲｍｍとすると、Ｒ１＝０．２、Ｒ２＝０．８、θ＝１５°であり、Ｒ≦−０．０７５×θ＋２．７５、０≦θ≦２５、０＜Ｒ１≦１．２５、０＜Ｒ２≦１．２５の関係がある。
その他詳細は、実施例１のガスセンサと同様の構成を有する。
【００５８】
続いて、上記ガスセンサでＲ１、Ｒ２、θの値をそれぞれ変更した試料を準備し、それぞれについて、実施例２及び３で示した液密性、気密性の試験を行った結果について説明する。
図１０に示す線図は、縦軸がＲ（Ｒ１、Ｒ２のいずれかより大きいほう）で、横軸がθである。作製した各試料を線図にプロットする。
プロットした各試料について液密性と気密性をそれぞれ測定する。
【００５９】
その結果、図１０に破線でハッチングを入れた領域にかかる試料は液密性、気密性共に優れており、破線の外部に位置する試料は液密性、気密性共に不良品と判定された。
この結果から、ガスセンサにおいて、前述した図８、図９に示す、立ち上がり部２０２と基端側テーパー部２０３との間の角部２０４の曲率半径Ｒ１と、立ち上がり部１０２と後退テーパー部１０３との間の角部１０４の曲率半径Ｒ２と、Ｒ１とＲ２のいずれかより大きいほうのＲと、ガスセンサ軸方向ｙと直交する線分ｘとハウジング１０の内側面１０９にある後退テーパー部１０３の面に沿った線分ｂとが形成する角度θとの間に、Ｒ≦−０．０７５×θ＋２．７５、０≦θ≦２５、０＜Ｒ１≦１．２５、０＜Ｒ２≦１．２５の関係が成立することで、液密性、気密性共に優れたガスセンサが得られることが判った。
【００６０】
（実施例６）
本例のガスセンサは、図１１、図１２に示すごとく、センサ素子２の立ち上がり部２０２とハウジング１０の立ち上がり部１０２との、径方向に沿った距離をＬ１ｍｍ、センサ素子２の基端側テーパー部２０３と立ち上がり部２０２との交点Ａ（基端側テーパー部２０３の面に沿った線分ａと立ち上がり部２０２の面に沿った線分Ｃ１との交点）、ハウジング１０の後退テーパー部１０３と立ち上がり部１０２との交点Ｂ（後退テーパー部１０３の面に沿った線分ｂと立ち上がり部１０２の面に沿った線分Ｃ２との交点）に関して、両者のガスセンサ軸方向に沿った軸方向距離を〔ＡＢ〕ｍｍとすると、〔ＡＢ〕＝０．５、Ｌ１＝０．１５であり、〔ＡＢ〕≦−１０×Ｌ１＋２．５、０＜Ｌ１≦０．２５、０≦〔ＡＢ〕≦１．５の関係がある。
その他詳細は、実施例１のガスセンサと同様の構成を有する。
【００６１】
続いて、上記ガスセンサで〔ＡＢ〕、Ｌ１の値をそれぞれ変更した試料を準備し、それぞれについて、実施例２及び３で示した液密性、気密性の試験を行った結果について説明する。
図１３に示す線図は、縦軸が〔ＡＢ〕（ただしＡがより軸方向基端側にある場合を＋で、Ａがより先端側にある場合を−として示した）で、横軸がＬ１である。作製した各試料を線図にプロットする。
プロットした各試料について液密性と気密性をそれぞれ測定する。
【００６２】
その結果、図１３に破線でハッチングを入れた領域にかかる試料は液密性、気密性共に優れており、破線の外部に位置する試料は液密性、気密性共に不良品と判定された。
この結果から、ガスセンサにおいて、前述した図１１、図１２に示す、センサ素子２の立ち上がり部２０２とハウジング１０の立ち上がり部１０２との、径方向に沿った距離をＬ１、センサ素子２の基端側テーパー部２０３と立ち上がり部２０２との交点Ａ、ハウジング１０の後退テーパー部１０３と立ち上がり部１０２との交点Ｂに関して、両者のガスセンサ軸方向に沿った軸方向距離を〔ＡＢ〕として、〔ＡＢ〕≦−１０×Ｌ１＋２．５、０＜Ｌ１≦０．２５、０≦〔ＡＢ〕≦１．５の関係が成立することで、液密性、気密性共に優れたガスセンサが得られることが判った。
【００６３】
（実施例７）
本例のガスセンサは、図１４に示すごとく、筒型絶縁シール材４の粉末シール材３側の端面４０におけるセンサ素子２側に位置する角部４１の曲率半径をＲ３ｍｍ、ハウジング１０側に位置する角部４２の曲率半径をＲ４ｍｍ、Ｒ３ｍｍとＲ４ｍｍのいずれかより大きいほうをＲ’ｍｍ、筒型絶縁シール材４の内側面４０１とセンサ素子２のシール面２０５との距離をＭ１ｍｍ、筒型絶縁シール材４の外側面４０２とハウジング１０のシール面との距離をＭ２ｍｍとすると、Ｒ３＝０．２、Ｒ４＝０．１、Ｍ１＝０．１０、Ｍ２＝０．１５であり、Ｒ’≦−４×（Ｍ１＋Ｍ２）／２＋０．７、（Ｍ１＋Ｍ２）／２≧０．０２５の関係がある。
なお、Ｍ１、Ｍ２が、場所によって異なる場合は、もっとも細い部分の距離を採用する。
その他詳細は、実施例１のガスセンサと同様の構成を有する。
【００６４】
続いて、上記ガスセンサでＲ３、Ｒ４、Ｍ１、Ｍ２の値をそれぞれ変更した試料を準備し、それぞれについて、実施例２及び３で示した液密性、気密性の試験を行った結果について説明する。ただし、実施例２及び３で示した試験方法は、被測定ガス側からの液漏れ、エア漏れについて調べる方法であるため、本例においては、ガスセンサに対する染色液の注入方向を大気側とする、及びガスセンサに対するエアの導入方向を大気側とするようにして試験を行った。
そして、図１５に示す線図は、縦軸がＲ’で、横軸が（Ｍ１＋Ｍ２）／２である。作製した各試料を線図にプロットする。
プロットした各試料について液密性と気密性をそれぞれ測定する。
【００６５】
その結果、図１５に破線でハッチングを入れた領域にかかる試料は液密性、気密性共に優れており、破線の外部に位置する試料は液密性、気密性共に不良品と判定された。
この結果から、ガスセンサにおいて、前述した図１４に示す、筒型絶縁シール材４の端面４０における角部４１の曲率半径をＲ３、角部４２の曲率半径をＲ４、Ｒ３とＲ４のいずれかより大きいほうをＲ’、筒型絶縁シール材４の内側面４０１とセンサ素子２のシール面２０５との距離をＭ１、筒型絶縁シール材４の外側面４０２とハウジング１０のシール面との距離をＭ２として、Ｒ’≦−４×（Ｍ１＋Ｍ２）／２＋０．７、（Ｍ１＋Ｍ２）／２≧０．０２５の関係が成立することで、液密性、気密性共に優れたガスセンサが得られることが判った。
【００６６】
（実施例８）
本例のガスセンサは、図１６に示すごとく、センサ素子２の立ち上がり部２０２とハウジング１０の立ち上がり部１０２との、径方向に沿った距離をＬ１ｍｍ、図１７に示すごとく、センサ素子２の立ち上がり部２０２とハウジング１０の立ち上がり部１０２との間のクリアランスにおける、ガスセンサ軸方向と直交する横断面の面積をＳ１ｍｍ2、図１８に示すごとく、粉末シール材３の、ガスセンサ軸方向と直交する横断面の面積をＳ２ｍｍ2とすると、Ｌ１＝０．１５、Ｓ１＝６、Ｓ２＝７５であり、Ｓ１／Ｓ２×１００≦１０、Ｌ１≦０．２５の関係がある。
なお、Ｓ１、Ｓ２が場所によって異なる場合は、もっとも面積が小さくなる横断面の値を採用する。
その他詳細は、実施例１のガスセンサと同様の構成を有する。
【００６７】
続いて、上記ガスセンサでＬ１、Ｓ１、Ｓ２の値をそれぞれ変更した試料を準備し、それぞれについて、実施例２及び３で示した液密性、気密性の試験を行った結果について説明する。
図１９に示す線図は、縦軸が（Ｓ１／Ｓ２）×１００で、横軸がＬ１である。作製した各試料を線図にプロットする。
プロットした各試料について液密性と気密性をそれぞれ測定する。
【００６８】
その結果、図１９に破線でハッチングを入れた領域にかかる試料は液密性、気密性共に優れており、破線の外部に位置する試料は液密性、気密性共に不良品と判定された。
この結果から、ガスセンサにおいて、前述した図１６〜図１８に示す、立ち上がり部２０２、１０２との距離をＬ１、立ち上がり部２０２と立ち上がり部１０２との間のクリアランスにおける横断面の面積をＳ１、粉末シール材３の横断面の面積をＳ２とすると、Ｓ１／Ｓ２×１００≦１０、Ｌ１≦０．２５の関係が成立することで、液密性、気密性共に優れたガスセンサが得られることが判った。
すなわち、本例のガスセンサは、Ｓ１に比べてＳ２が十分大きい。被測定ガス側雰囲気からの液漏れやエアリークが発生しても、Ｓ２すなわち粉末シール材３が十分に大きければ、ここで吸収され、大気側雰囲気に到達することはない。
【００６９】
（実施例９）
本例のガスセンサについて、図２０〜図２３を用いて説明する。
本例のガスセンサ１は、筒型のハウジング１０と、該ハウジング１０から支承されてなる筒型の支持絶縁碍子６と、該筒型の支持絶縁碍子６に挿通してなるセンサ素子２とを有し、センサ素子２の先端側は、上記筒型のハウジング１０の先端側に設けた被測定ガス側カバー（図示略）により覆われ、また、上記筒型のハウジングの基端側は大気側カバー（図示略）にて覆われてなる。
【００７０】
上記センサ素子２の外側面２０９は、径方向外側に突出する突出部２００を有する。突出部より基端側にはシール面２０５を有する。
上記突出部２００は外側面２０９から径方向外側に突出する先端側テーパー部２０１と、径方向外側から内側に後退する基端側テーパー部２０３と、上記先端側テーパー部２０１と上記基端側テーパー部２０３との間をつなぐ立ち上がり部２０２とからなる。
上記ハウジング１０の内側面１０９は、上記支持絶縁碍子６を先端側から支承すると共に径方向内側に突出する支承テーパー部６０１を有し、該支承テーパー部６０１から基端側にシール面１０５を有する。
なお、支承テーパー部６０１と支持絶縁碍子６との間、支持絶縁碍子６とセンサ素子２の先端側テーパー部１０１との間には、それぞれパッキン６５１、６５２が設けてある。
【００７１】
図２１に示すごとく、上記センサ素子２におけるシール面２０５及び基端側テーパー部２０３と、上記ハウジング１０におけるシール面１０５と、上記支持絶縁碍子６の基端側端面６０との間に形成される略円筒形の空間の先端側には粉末シール材３を配置し、該粉末シール材３より基端側には筒型絶縁シール材４を配置する。
【００７２】
図２１、図２２に示すごとく、上記センサ素子２における立ち上がり部２００と上記支承テーパー部６の内側面６０２との間のクリアランスにおけるガスセンサ軸方向と直交する横断面の面積をＵ１ｍｍ2、上記ハウジング１０におけるシール面１０５と上記支承テーパー部６の外側面６０５との間のクリアランスにおけるガスセンサ軸方向と直交する横断面の面積をＵ２ｍｍ2とする。
また、図２１、図２３に示すごとく、上記粉末シール材３の、ガスセンサ軸方向と直交する横断面の面積をＳ２ｍｍ2とする。
本例にかかるガスセンサ１では、Ｕ１＝３、Ｕ２＝３、Ｓ２＝７５であり、これらの間には、（Ｕ１＋Ｕ２）／Ｓ２×１００≦１０の関係が成り立つ。
なお、Ｓ１、Ｓ２が場所によって異なる場合は、もっとも面積が小さくなる横断面の値を採用する。Ｕ１、Ｕ２の場合は、Ｕ１＋Ｕ２がもっとも小さくなる横断面の値を採用する。
その他詳細は、実施例１のガスセンサと同様の構成を有する。
【００７３】
本例のガスセンサ１は、Ｕ１＋Ｕ２に比べてＳ２が十分大きい。被測定ガス側雰囲気からの液漏れやエアリークが発生しても、Ｓ２すなわち粉末シール材３が十分に大きければ、ここで吸収され、大気側雰囲気に到達することはない。
従って、実施例８と同様に、（Ｕ１＋Ｕ２）／Ｓ２×１００≦１０の関係が成り立つ本例によれば、液密性、気密性共に優れたガスセンサが得られることが判った。
【００７４】
（実施例１０）
本例のガスセンサは、図２４、図２５に示すごとく、粉末シール材３の、ガスセンサ軸方向と直交する横断面の面積をＳ２ｍｍ2、センサ素子２のシール面２０５と筒型絶縁シール材４の内側面４０１との間のクリアランスにおけるガスセンサ軸方向と直交する横断面の面積をＳ３ｍｍ2、ハウジング１０のシール面１０５と筒型絶縁シール材４の外側面４０２との間のクリアランスにおけるガスセンサ軸方向と直交する横断面の面積をＳ４ｍｍ2、筒型絶縁シール材４の内側面４０１とセンサ素子２のシール面２０５との距離をＭ１ｍｍ、筒型絶縁シール材４の外側面４０２とハウジング１０のシール面１０５との距離をＭ２ｍｍとすると、Ｓ２＝７５、Ｓ３＝２．５、Ｓ４＝３．５、Ｍ１＝０．０９、Ｍ２＝０．０８５である。
Ｓ２〜Ｓ３が場所によって異なる場合は、もっとも面積が大きくなる横断面の値を採用する。Ｍ１、Ｍ２も、もっとも距離が大きくなる場所の値を採用する。
そのため、これらの間には、（（Ｓ３＋Ｓ４）／Ｓ２）×１００≦１０、（Ｍ１＋Ｍ２）／２≧０．０２５の関係が成立する。
【００７５】
本例のガスセンサ１は、Ｓ３＋Ｓ４に比べてＳ２が十分大きい。つまり、大気側雰囲気からの液漏れやエアリークが発生しても、Ｓ２すなわち粉末シール材３が十分に大きければ、ここで吸収され、被測定ガス側雰囲気に到達することはない。
更に、被測定ガス側雰囲気から液漏れ、エアリークが生じる頻度は筒型絶縁シール材４の周囲におけるクリアランスの大きさとも関連があり、実施例１にかかる構成でＬ１の大きさを制限することで液密性、気密性を高めたように、本例においてもＭ１、Ｍ２の相加平均を制限することで、実施例１と同様に優れた液密性、気密性を備えたガスセンサを得ることができる。
【００７６】
（実施例１１）
本例のガスセンサ１は、図２６に示すごとく、センサ素子６９の外周に、ガラス封着材もしくはタルク等の粉末シール材６９０を介して、筒型絶縁碍子６を嵌め込んでなる素子アセンブリ６５を筒型のハウジング１０に挿通し、該センサ素子６９の先端側は、上記筒型のハウジング１０の先端側に設けた被測定ガス側カバー１１により覆われ、また、上記筒型のハウジング１０の基端側は大気側カバー１２にて覆われてなる。
【００７７】
図２７に示すごとく、上記素子アセンブリ６５の外側面６０９は、径方向外側に突出する突出部６００を有し、該突出部６００より基端側にシール面６０５を有する。
上記突出部６００は外側面６０９から径方向外側に突出する先端側テーパー部６０１と、径方向外側から内側に後退する基端側テーパー部６０３と、上記先端側テーパー部６０１と上記基端側テーパー部６０３との間をつなぐ立ち上がり部６０２とからなる。
そして、上記立ち上がり部６０２と上記基端側テーパー部６０３との間は曲率半径Ｑ１ｍｍの角部６０４を有する。
【００７８】
上記ハウジング１０の内側面１０９は、上記素子アセンブリ６５の突出部６００における先端側テーパー部６０１を先端側から、パッキン１９１を介して支承すると共に径方向内側に突出する支承テーパー部１０１を有する。
また、支承テーパー部１０１から基端側に立ち上がり部１０２を、該立ち上がり部１０２に続く基端側に径方向内側から外側に後退する後退テーパー部１０３を有し、該後退テーパー部１０３より基端側にシール面１０５を有する。
そして、上記立ち上がり部１０２と上記後退テーパー部１０３との間は曲率半径Ｑ２ｍｍの角部１０４を有する。
【００７９】
上記素子アセンブリ６５におけるシール面６０５及び基端側テーパー部６０３と、上記ハウジング１０におけるシール面１０５と、上記後退テーパー部１０３との間に形成される略円筒形の空間の先端側には粉末シール材３を配置し、該粉末シール材３より基端側にはパッキン１９２を介して筒型絶縁シール材を配置する。
【００８０】
そして、上記素子アセンブリ６５の立ち上がり部６０２と上記ハウジング１０の立ち上がり部との、径方向に直交する方向に沿った距離をＫ１ｍｍ、Ｑ１ｍｍとＱ２ｍｍのいずれかより大きいほうをＱｍｍとすると、本例にかかるガスセンサ１では、Ｋ１＝０．２、Ｑ１＝０．５、Ｑ２＝０．４である。
従って、これらの間には、Ｑ≦−５．０×Ｋ１＋２．０、０＜Ｋ１≦０．２５、０＜Ｑ１≦１．２５、０＜Ｑ２≦１．２５の関係が成り立つ。
その他詳細な構成は実施例１と同様であり、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００８１】
（実施例１２）
本例のガスセンサは、実施例１１と同様に、センサ素子６９の外周に筒型絶縁碍子６を嵌め込んでなる素子アセンブリ６５を筒型のハウジング１０に挿通し、該センサ素子６９の先端側は、上記筒型のハウジング１０の先端側に設けた被測定ガス側カバー１１により覆われ、また、上記筒型のハウジング１０の基端側は大気側カバー１２にて覆われてなるガスセンサである（符号と構成は実施例１１と図２６とを参照）。
【００８２】
この構成のガスセンサにおいて、ガスセンサ軸方向と直交する線分とハウジングの内側面にある後退テーパー部の面に沿った線分とが形成する角度をφ°、素子アセンブリの立ち上がり部と基端側テーパー部との間の角部の曲率半径をＱ１ｍｍ、立ち上がり部と後退テーパー部との間の角部の曲率半径をＱ２ｍｍ、Ｑ１ｍｍとＱ２ｍｍのいずれかより大きいほうをＱｍｍとすると、Ｑ１＝０．２０、Ｑ２＝０．８０、φ＝１５°であり、Ｑ≦−０．０７５×φ＋２．７５、０≦φ≦２５、０＜Ｑ１≦１．２５、０＜Ｑ２≦１．２５の関係がある。
なお、本例の素子アセンブリの外側面は、実施例５において記載したハウジングに直接センサ素子を挿通した構成のガスセンサにおけるセンサ素子の外側面と略同形状である。従って、上記φ、Ｑ１、Ｑ２は、実施例５において定義したθがφに、Ｒ１、Ｒ２がＱ１、Ｑ２に対応するため、これらの寸法と同様に定義できる。
その他詳細は、実施例１１のガスセンサと同様の構成を有し、同様の作用効果を有する。
【００８３】
（実施例１３）
本例のガスセンサは、実施例１１と同様に、ガスセンサ素子６９の外周に筒型絶縁碍子６を嵌め込んでなる素子アセンブリ６５を筒型のハウジング１０に挿通し、該センサ素子６９の先端側は、上記筒型のハウジング１０の先端側に設けた被測定ガス側カバー１１により覆われ、また、上記筒型のハウジング１０の基端側は大気側カバー１２にて覆われてなるガスセンサである（符号と構成は実施例１１と図２６とを参照）。
【００８４】
この構成のガスセンサにおいて、上記素子アセンブリの立ち上がり部と上記ハウジングの立ち上がり部との、径方向に直交する方向に沿った距離をＫ１ｍｍ、素子アセンブリの基端側テーパー部と立ち上がり部との交点Ｃ、ハウジングの後退テーパー部と立ち上がり部との交点Ｄに関して、両者のガスセンサ軸方向に沿った軸方向距離を〔ＣＤ〕ｍｍとすると、Ｋ１＝０．１５、〔ＣＤ〕＝０．５であり、〔ＣＤ〕≦−１０×Ｋ１＋２．５、０＜Ｋ１≦０．２５、０≦〔ＣＤ〕≦１．５の関係がある。
なお、本例の素子アセンブリの外側面は、実施例６において記載したハウジングに直接センサ素子を挿通した構成のガスセンサにおけるセンサ素子の外側面と略同形状である。
従って、上記Ｋ１、〔ＣＤ〕は、実施例６において定義したＬ１がＫ１に、〔ＣＤ〕が〔ＡＢ〕に対応するため、これらの寸法と同様に定義できる。
その他詳細は、実施例１１のガスセンサと同様の構成を有し、同様の作用効果を有する。
【００８５】
（実施例１４）
本例のガスセンサは、実施例１１と同様に、ガスセンサ素子６９の外周に筒型絶縁碍子６を嵌め込んでなる素子アセンブリ６５を筒型のハウジング１０に挿通し、該センサ素子６９の先端側は、上記筒型のハウジング１０の先端側に設けた被測定ガス側カバー１１により覆われ、また、上記筒型のハウジング１０の基端側は大気側カバー１２にて覆われてなるガスセンサである（符号と構成は実施例１１と図２６とを参照）。
【００８６】
この構成のガスセンサにおいて、筒型絶縁シール材の粉末シール材側の端面における素子アセンブリ側に位置する角部の曲率半径をＱ３ｍｍ、粉末シール材側の端面におけるハウジング側に位置する角部の曲率半径をＱ４ｍｍ、Ｑ３ｍｍとＱ４ｍｍのいずれかより大きいほうをＱ’ｍｍ、筒型絶縁シール材の内側面と素子アセンブリのシール面との距離をＮ１ｍｍ、筒型絶縁シール材の外側面とハウジングのシール面との距離をＮ２ｍｍとすると、Ｑ３＝０．２、Ｑ４＝０．１、Ｎ１＝０．１、Ｎ２＝０．１５であり、Ｑ’≦−４×（Ｎ１＋Ｎ２）／２＋０．７、（Ｎ１＋Ｎ２）／２≧０．０２５の関係にある。
なお、本例の素子アセンブリの外側面は、実施例７において記載したハウジングに直接センサ素子を挿通した構成のガスセンサにおけるセンサ素子の外側面と略同形状である。
従って、上記Ｑ３、Ｑ４、Ｎ１、Ｎ２は、実施例７において定義したＲ３がＱ３に、Ｒ４がＱ４に、Ｍ１がＮ１に、Ｍ２がＮ２に対応するため、これらの寸法と同様に定義できる。
その他詳細は、実施例１１のガスセンサと同様の構成を有し、同様の作用効果を有する。ただし、本例は大気側雰囲気からの液漏れ、エア漏れを防止して、液密性、気密性に優れたガスセンサを得ることができる。
【００８７】
（実施例１５）
本例のガスセンサは、実施例１１と同様に、ガスセンサ素子６９の外周に筒型絶縁碍子６を嵌め込んでなる素子アセンブリ６５を筒型のハウジング１０に挿通し、該センサ素子６９の先端側は、上記筒型のハウジング１０の先端側に設けた被測定ガス側カバー１１により覆われ、また、上記筒型のハウジング１０の基端側は大気側カバー１２にて覆われてなるガスセンサである（符号と構成は実施例１１と図２６とを参照）。
【００８８】
この構成のガスセンサにおいて、素子アセンブリの立ち上がり部とハウジングの立ち上がり部との、径方向に直交する方向に沿った距離をＫ１ｍｍ、素子アセンブリの立ち上がり部とハウジングの立ち上がり部との間のクリアランスにおける、ガスセンサ軸方向と直交する横断面の面積をＴ１ｍｍ2、粉末シール材の、ガスセンサ軸方向と直交する横断面の面積をＴ２ｍｍ2とすると、Ｋ１＝０．１５、Ｔ１＝６、Ｔ２＝７５である。これらの間には、Ｔ１／Ｔ２×１００≦１０、Ｋ１≦０．２５の関係が成立する。
なお、本例の素子アセンブリの外側面は、実施例８において記載したハウジングに直接センサ素子を挿通した構成のガスセンサにおけるセンサ素子の外側面と略同形状である。
従って、上記Ｋ１、Ｔ１、Ｔ２は、実施例８において定義したＬ１がＫ１に、Ｓ１がＴ１に、Ｓ２がＴ２に対応するため、これらの寸法と同様に定義できる。
その他詳細は、実施例１１のガスセンサと同様の構成を有し、同様の作用効果を有する。
【００８９】
（実施例１６）
本例のガスセンサは、実施例１１と同様に、ガスセンサ素子６９の外周に筒型絶縁碍子６を嵌め込んでなる素子アセンブリ６５を筒型のハウジング１０に挿通し、該センサ素子６９の先端側は、上記筒型のハウジング１０の先端側に設けた被測定ガス側カバー１１により覆われ、また、上記筒型のハウジング１０の基端側は大気側カバー１２にて覆われてなるガスセンサである（符号と構成は、実施例１１と図２６とを参照。）。
更に、実施例９の構成でガスセンサ素子を支持絶縁碍子で支承したように、本例の素子アセンブリは、筒型のハウジングから支承されてなる筒型の支持絶縁碍子に挿通してなる。
更に、上記センサ素子の先端側は、上記筒型のハウジングの先端側に設けた被測定ガス側カバーにより覆われ、また、上記筒型のハウジングの基端側は大気側カバーにて覆われてなる。
【００９０】
この構成のガスセンサにおいて、素子アセンブリにおける立ち上がり部と支承テーパー部の内側面との間のクリアランスにおけるガスセンサ軸方向と直交する横断面の面積をＶ１ｍｍ2、ハウジングにおけるシール面と支承テーパー部の外側面との間のクリアランスにおけるガスセンサ軸方向と直交する横断面の面積をＶ２ｍｍ2、上記粉末シール材の、ガスセンサ軸方向と直交する横断面の面積をＴ２ｍｍ2とすると、Ｖ１＝３、Ｖ２＝３、Ｔ２＝７５である。これらの間には、（Ｖ１＋Ｖ２）／Ｔ２×１００≦１０の関係が成立する。
なお、本例の素子アセンブリの外側面は、実施例９において記載したハウジングに直接センサ素子を挿通した構成のガスセンサにおけるセンサ素子の外側面と略同形状である。
従って、上記Ｖ１、Ｖ２、Ｔ２は、実施例９において定義したＵ１がＶ１に、Ｕ１がＶ１に、Ｓ２がＴ２に対応するため、これらの寸法と同様に定義できる。
その他詳細は、実施例１１や実施例９のガスセンサと同様の構成を有し、同様の作用効果を有する。ただし、本例は大気側雰囲気からの液漏れ、エア漏れを防止して、液密性、気密性に優れたガスセンサを得ることができる。
【００９１】
（実施例１７）
本例のガスセンサは、実施例１１と同様に、ガスセンサ素子６９の外周に筒型絶縁碍子６を嵌め込んでなる素子アセンブリ６５を筒型のハウジング１０に挿通し、該センサ素子６９の先端側は、上記筒型のハウジング１０の先端側に設けた被測定ガス側カバー１１により覆われ、また、上記筒型のハウジング１０の基端側は大気側カバー１２にて覆われてなるガスセンサである（符号と構成は実施例１１と図２６とを参照）。
【００９２】
この構成のガスセンサにおいて、粉末シール材の、ガスセンサ軸方向と直交する横断面の面積をＴ２ｍｍ2、素子アセンブリのシール面と筒型絶縁シール材の内側面との間のクリアランスにおけるガスセンサ軸方向と直交する横断面の面積をＴ３ｍｍ2、ハウジングのシール面と筒型絶縁シール材の外側面との間のクリアランスにおけるガスセンサ軸方向と直交する横断面の面積をＴ４ｍｍ2、筒型絶縁シール材の内側面と素子アセンブリのシール面との距離をＮ１ｍｍ、筒型絶縁シール材の外側面とハウジングのシール面との距離をＮ２ｍｍとすると、Ｎ１＝０．０９、Ｎ２＝０．０８５、Ｔ２＝７５、Ｔ３＝２．５、Ｔ４＝３．５であり、（（Ｔ３＋Ｔ４）／Ｔ２）×１００≦１０、（Ｎ１＋Ｎ２）／２≧０．０２５の関係がある。
なお、本例の素子アセンブリの外側面は、実施例１０において記載したハウジングに直接センサ素子を挿通した構成のガスセンサにおけるセンサ素子の外側面と略同形状である。
従って、上記Ｎ１、Ｎ２、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４は、実施例１０において定義したＭ１がＵ１に、Ｍ２がＮ２に、Ｓ２がＴ２、Ｓ３がＴ３、Ｓ４がＴ４に対応するため、これらの寸法と同様に定義できる。
その他詳細は、実施例１０のガスセンサと同様の構成を有し、同様の作用効果を有する。ただし、本例は大気側雰囲気からの液漏れ、エア漏れを防止して、液密性、気密性に優れたガスセンサを得ることができる。
【００９３】
（実施例１８）
実施例１〜１７におけるガスセンサで用いた粉末シール材は、いずれもタルク粒子と第１リン酸アルミニウムからなるが、それ以外では、タルク粒子とアルミノケイ酸ガラスからなる組成の粉末シール材を用いることができる。
タルク粒子に第１リン酸アルミニウムを混ぜることで、粉末シール材を構成するタルクからなる各粒子同士の接触面を充填補助材となる第１リン酸アルミニウムやアルミノケイ酸が埋めることができ、粉末シール材の一層の高密度化、粒子同士の密着性が向上し、高いシール性を得ることができる。さらに、粉末シール材中の粒子間の間隙が充填補助材により埋められるため、毛管現象による液体成分の浸入が生じ難い。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】実施例１における、ガスセンサの断面説明図。
【図２】実施例１における、ガスセンサの要部説明図。
【図３】実施例１における、粉末シール部材の説明図。
【図４】実施例２における、ガスセンサの液密性を調べる試験の説明図。
【図５】図４にかかる試験を終えた後の、粉末シール部材の説明図。
【図６】実施例３における、ガスセンサの気密性を調べる試験の説明図。
【図７】実施例４における、Ｒ及びＬ１と液密性及び気密性との関係を示す線図。
【図８】実施例５における、ガスセンサの要部説明図。
【図９】実施例５における、軸方向と直交する線分と後退テーパー部とが形成する角度θについての説明図。
【図１０】実施例５における、Ｒ及びθと液密性及び気密性との関係を示す線図。
【図１１】実施例６における、ガスセンサの要部説明図。
【図１２】実施例６における、センサ素子の基端側テーパー部と立ち上がり部との交点Ａ、ハウジングの後退テーパー部と立ち上がり部との交点Ｂについての説明図。
【図１３】実施例６における、〔ＡＢ〕及びＬ１と液密性及び気密性との関係を示す線図。
【図１４】実施例７における、ガスセンサの要部説明図。
【図１５】実施例７における、Ｒ’及び（Ｍ１＋Ｍ２）／２と液密性及び気密性との関係を示す線図。
【図１６】実施例８における、ガスセンサの要部説明図。
【図１７】図１６のＡ−Ａ矢視断面図。
【図１８】図１６のＢ−Ｂ矢視断面図。
【図１９】実施例８における、（Ｓ１／Ｓ２）×１００と液密性及び気密性との関係を示す線図。
【図２０】実施例９における、ガスセンサの要部説明図。
【図２１】実施例９における、ガスセンサの要部説明図。
【図２２】図２１のＣ−Ｃ矢視断面図。
【図２３】図２１のＤ−Ｄ矢視断面図。
【図２４】実施例１０における、ガスセンサの要部説明図。
【図２５】図２４のＥ−Ｅ矢視断面図。
【図２６】実施例１１における、ガスセンサの断面説明図。
【図２７】実施例１１における、ガスセンサの要部説明図。
【符号の説明】
【００９５】
１  ガスセンサ
１０  ハウジング
１０１  支承テーパー部
１０２、２０２  立ち上がり部
１０３  後退テーパー部
１０４、２０４  角部
１０５、２０５  シール面
１０９  内側面
１１  被測定ガス側カバー
１２  大気側カバー
２  センサ素子
２００  突出部
２０１  先端側テーパー部
２０３  基端側テーパー部
２０９  外側面
３  粉末シール材
４  筒型絶縁シール材 
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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